半固態(tài)-棱鏡式激光雷達(dá),,無人機(jī)廠商大疆孵化覽沃科技(Livox)入局激光雷達(dá),便是采用的棱鏡式掃描方案,,大疆利用其在無人機(jī)領(lǐng)域積累的電機(jī)精確調(diào)控技術(shù)及自動(dòng)化產(chǎn)線,,有信心克服棱鏡軸承或襯套壽命的難題,也為其激光雷達(dá)技術(shù)構(gòu)筑護(hù)城河,。工作原理,,棱鏡式激光雷達(dá)也稱為雙楔形棱鏡式激光雷達(dá),內(nèi)部包括兩個(gè)楔形棱鏡,,激光在通過頭一個(gè)楔形棱鏡后發(fā)生一次偏轉(zhuǎn),,通過第二個(gè)楔形棱鏡后再一次發(fā)生偏轉(zhuǎn)??刂苾擅胬忡R的相對(duì)轉(zhuǎn)速便可以控制激光束的掃描形態(tài),。與前面提到的掃描形式不同,棱鏡激光雷達(dá)累積的掃描圖案形狀狀若菊花,,而并非一行一列的點(diǎn)云狀態(tài),。這樣的好處是只要相對(duì)速度控制得當(dāng),在同一位置長(zhǎng)時(shí)間掃描幾乎可以覆蓋整個(gè)區(qū)域,。Mid - 360 水平 360°,、垂直 59° 視場(chǎng)角,提供點(diǎn)云數(shù)據(jù)輔助決策,。四探頭激光雷達(dá)
原理,,激光雷達(dá)( Light Detection and Ranging,LIDAR)是激光檢測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱,,通過對(duì)外發(fā)射激光脈沖來進(jìn)行物體檢測(cè)和測(cè)距,。激光雷達(dá)采用飛行時(shí)間(Time of Flight,TOF)測(cè)距,,發(fā)射器先發(fā)送一束激光,,遇到障礙物后反射回來,由接收器接收,,然后通過計(jì)算激光發(fā)送和接收的時(shí)間差,,得到目標(biāo)和自己的相對(duì)距離。如果采用多束激光并且360度旋轉(zhuǎn)掃描,,就可以得到整個(gè)環(huán)境的三維信息,。激光雷達(dá)掃描出來的是一系列的點(diǎn),因此激光雷達(dá)掃描出來的結(jié)果也叫“激光點(diǎn)云”,。北京連續(xù)波激光雷達(dá)制造覽沃 Mid - 360 水平視場(chǎng)角達(dá) 360°,,垂直視場(chǎng)角 59°,。
新思科技提供的多個(gè)光學(xué)和光子學(xué)工具,可用于支持LiDAR的系統(tǒng)級(jí)和元件級(jí)設(shè)計(jì):CODE V 光學(xué)設(shè)計(jì)軟件,,用于在LiDAR系統(tǒng)中設(shè)計(jì)光學(xué)接收系統(tǒng),。光學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用:在 LiDAR系統(tǒng)中優(yōu)化接收器上的圈入能量。使用CODE V優(yōu)化LiDAR中的接收光學(xué)系統(tǒng),,LightTools 照明設(shè)計(jì)軟件能模擬雨滴、霧霾等大氣環(huán)境對(duì)光信號(hào)探測(cè)造成的影響,,并能獲取返回光程數(shù)據(jù)以解決飛行時(shí)間計(jì)算問題,。用于 LiDAR 和激光光源的功能。使用LightTools模擬LiDAR光學(xué)系統(tǒng),,Photonic Solutions光子方案模擬工具,,能夠?qū)iDAR系統(tǒng)中的多個(gè)組件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
要知道光速是每秒30萬公里,。要區(qū)分目標(biāo)厘米級(jí)別的精確距離,,那對(duì)傳輸時(shí)間測(cè)量分辨率必須做到1納秒。要如此精確的測(cè)量時(shí)間,,因此對(duì)應(yīng)的測(cè)量系統(tǒng)的成本就很難降到很低,,需要使用巧妙的方法降低測(cè)量難度。首先,,我們需要明確,,激光雷達(dá)并不是單獨(dú)運(yùn)作的,一般是由激光發(fā)射器,、接收器和慣性定位導(dǎo)航三個(gè)主要模塊組成,。當(dāng)激光雷達(dá)工作的時(shí)候,會(huì)對(duì)外發(fā)射激光,,在遇到物體后,,激光折射回來被CMOS傳感器接收,從而測(cè)得本體到障礙物的距離,。從原理來看,,只要需要知道光速、和從發(fā)射到CMOS感知的時(shí)間就可以測(cè)出障礙物的距離,,再結(jié)合實(shí)時(shí)GPS,、慣性導(dǎo)航信息與計(jì)算激光雷達(dá)發(fā)射出去角度,系統(tǒng)就可以得到前方物體的坐標(biāo)方位和距離信息,。覽沃 Mid - 360 實(shí)現(xiàn)感知升維,,助力移動(dòng)機(jī)器人自主完成復(fù)雜環(huán)境建圖。
LiDAR 系統(tǒng)的工作原理及解決方案,,本質(zhì)上講,,LiDAR 是一個(gè)測(cè)量目標(biāo)物體距離的裝置,。通過發(fā)射一個(gè)短的激光脈沖,并記錄發(fā)射光脈沖與探測(cè)到的反射(反向散射)光脈沖的時(shí)間間隔,,就可以推算出距離信息,。系統(tǒng)的工作原理及解決方案,LiDAR系統(tǒng)可以使用掃描反射鏡,,多束激光或其它的方式“掃描”物體空間,。借助其精確的測(cè)距能力,LiDAR 能夠用于解決許多不同的問題,。在遙感應(yīng)用中,,LiDAR系統(tǒng)用于測(cè)量散射,吸收,,或大氣中的顆?;蛟拥脑侔l(fā)射。在這些應(yīng)用中,,對(duì)激光束的波長(zhǎng)可能會(huì)有專門的要求,。可以用來測(cè)量特定分子種類在大氣中的濃度,,例如甲烷和氣溶膠含量,。而測(cè)量大氣中的雨滴則可以用來估計(jì)風(fēng)暴距離和降水概率。探測(cè)距離可為 10cm,,覽沃 Mid - 360 小盲區(qū)優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)精確感知,。吉林覽沃激光雷達(dá)
遠(yuǎn)探測(cè) 70 米 @80% 反射率,Mid - 360 無懼室外強(qiáng)光,,性能穩(wěn)定,。四探頭激光雷達(dá)
而如較新的 Livox Horizon 激光雷達(dá),也包含了多回波信息及噪點(diǎn)信息,,格式如下:每個(gè)標(biāo)記信息由1字節(jié)組成:該字節(jié)中 bit7 和 bit6 為頭一組,,bit5 和 bit4 為第二組,bit3 和 bit2 為第三組,,bit1 和 bit0 為第四組,。第二組表示的是該采樣點(diǎn)的回波次序。由于 Livox Horizon 采用同軸光路,,即使外部無被測(cè)物體,,其內(nèi)部的光學(xué)系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)回波,該回波記為第 0 個(gè)回波,。隨后,,若激光出射方向存在可被探測(cè)的物體,則較先返回系統(tǒng)的激光回波記為第 1 個(gè)回波,,隨后為第 2 個(gè)回波,,以此類推,。如果被探測(cè)物體距離過近(例如 1.5m),第 1 個(gè)回波將會(huì)融合到第 0 個(gè)回波里,該回波記為第 0 個(gè)回波,。四探頭激光雷達(dá)