泛光面陣式(FLASH),泛光面陣式是目前全固態(tài)激光雷達中較主流的技術(shù),其原理也就是快閃,它不像 MEMS 或 OPA 的方案會去進行掃描,而是短時間直接發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域的激光,再以高度靈敏的接收器,來完成對環(huán)境周圍圖像的繪制。我們以目前較為成熟的車載 MEMS 式激光雷達為例,講解其關(guān)鍵的硬件參數(shù)。這主要是因為激光發(fā)射器和接收器不能做在一起導(dǎo)致的,此方案本身便存在小量的誤差?,F(xiàn)在很多方案,都是向著共軸努力。激光雷達的測距精度,隨著距離的變化而變化。激光雷達的工作原理基于光的傳播速度和反射原理,實現(xiàn)高精度測距。廣西軌道交通激光雷達
脈沖同步(PPS),脈沖同步通過同步信號線實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。GPS同步(PPS+UTC),通過同步信號線和 UTC 時間(GPS 時間)實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。然后我們從 LiDAR 硬件得到一串?dāng)?shù)據(jù)包,需要過一次驅(qū)動才能將其解析成點云通用的格式,如 ROSMSG 或者 pcl 點云格式,以目前較普遍的旋轉(zhuǎn)式激光雷達的數(shù)據(jù)為例,其數(shù)據(jù)為 10hz,即 LiDAR 在 0.1s 時間內(nèi)轉(zhuǎn)一圈,并將硬件得到的數(shù)據(jù)按照不同角度切成不同的 packet,以下便是一個 packet 數(shù)據(jù)包定義示意圖。每一個 packet 包含了當(dāng)前扇區(qū)所有點的數(shù)據(jù),包含每個點的時間戳,每個點的 xyz 數(shù)據(jù),每個點的發(fā)射強度,每個點來自的激光發(fā)射機的 id 等信息。AGV激光雷達廠商Mid - 360 小巧體積,安裝布置靈活,滿足移動機器人多樣安裝需求。
激光雷達的市場概況:全球市場概況,激光雷達過去用于工業(yè)測繪、氣象監(jiān)測等領(lǐng)域,未來車載領(lǐng)域?qū)⒊蔀檩^重要細(xì)分。氣象監(jiān)測、地形測繪與車載、機器人領(lǐng)域?qū)す饫走_的技術(shù)要求不同,分屬不同細(xì)分市場。下游需求刺激行業(yè)快速發(fā)展,激光雷達市場規(guī)模有望達百億美元。受益于無人駕駛、高級輔助駕駛(ADAS)和服務(wù)機器人領(lǐng)域的需求,有望迎來高速增長期。據(jù)Velodyne預(yù)測,2022年智能駕駛將占總市場規(guī)模的60.5%,成為激光雷達產(chǎn)業(yè)較大的增長極,工業(yè)、無人機、機器人領(lǐng)域各占比24.4%、8.4%、4.2%。
工作原理,F(xiàn)lash原本的意思為快閃。而Flash激光雷達的原理也是快閃,不像MEMS或OPA的方案會去進行掃描,而是短時間直接發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域的激光,再以高度靈敏的接收器,來完成對環(huán)境周圍圖像的繪制。因此,F(xiàn)lash固態(tài)激光雷達屬于非掃描式雷達,發(fā)射面陣光,是以2維或3維圖像為重點輸出內(nèi)容的激光雷達。某種意義上,它有些類似于黑夜中的照相機,光源由自己主動發(fā)出。Flash激光雷達的成像原理是發(fā)射大面積激光一次照亮整個場景,然后使用多個傳感器接收檢測和反射光。但較大的問題是,這種工作模式需要非常高的激光功率。在某些領(lǐng)域,激光雷達被用于偵察和目標(biāo)識別。
半固態(tài)—MEMS式激光雷達,MEMS全稱Micro-Electro-Mechanical System(微機電系統(tǒng)),是將原本激光雷達的機械結(jié)構(gòu)通過微電子技術(shù)集成到硅基芯片上。本質(zhì)上而言MEMS激光雷達并沒有做到完全取消機械結(jié)構(gòu),所以它是一種半固態(tài)激光雷達。工作原理,MEMS在硅基芯片上集成了體積十分精巧的微振鏡,其主要結(jié)構(gòu)是尺寸很小的懸臂梁——通過控制微小的鏡面平動和扭轉(zhuǎn)往復(fù)運動,將激光管反射到不同的角度完成掃描,而激光發(fā)生器本身固定不動。其次,MEMS的振動角度有限導(dǎo)致視場角比較?。ㄐ∮?20度),同時受限于MEMS微振鏡的鏡面尺寸,傳統(tǒng)MEMS技術(shù)的有效探測距離只有50米,F(xiàn)OV角度只能達到30度,多用于近距離補盲或者前向探測。小巧設(shè)計易隱藏,覽沃 Mid - 360 為機器人外觀增添更多設(shè)計美感。北京IGV激光雷達
激光雷達的設(shè)計優(yōu)化提高了其在復(fù)雜環(huán)境中的可靠性。廣西軌道交通激光雷達
從自動駕駛技術(shù)發(fā)展來看,L0-L2階段,傳感器與控制系統(tǒng)的革新是主要變化;L3-L4階段,感知與決策能力的增強是主要變化。L2、L3及L4級別的智能駕駛所需激光雷達臺數(shù)分別為0臺、1臺和5臺,激光雷達稱為推動智能駕駛發(fā)展的重要因素。就國內(nèi)市場而言,中國擁有世界較大的高級輔助駕駛和無人駕駛市場,成長空間也較為廣闊。2020年11月發(fā)布的《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖(2.0版)》明確指出到2030年我國L2和L3級滲透率要超過70%。但激光雷達的技術(shù)路線仍然有其他的選項尚未成熟,市場目前依然處于群雄逐鹿的狀態(tài)。伴隨著在汽車行業(yè)的不斷滲透與工業(yè)自動化的發(fā)展,激光雷達的投資機會可不斷給到我們想象空間。廣西軌道交通激光雷達