半固態(tài)-棱鏡式激光雷達(dá),無(wú)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(wú)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(guò)頭一個(gè)楔形棱鏡后發(fā)生一次偏轉(zhuǎn),通過(guò)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(guò)對(duì)外發(fā)射激光脈沖來(lái)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(lái),由接收器接收,然后通過(guò)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(lái)的是一系列的點(diǎn),因此激光雷達(dá)掃描出來(lái)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(wèn)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(wàn)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(lái)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(lái)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(guò)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(wèn)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(mén)的要求??梢杂脕?lái)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(lái)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(wú)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(wú)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(guò)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)