MEMS陣鏡激光雷達(dá),MEMS振鏡是一種硅基半導(dǎo)體元器件,屬于固態(tài)電子元件;它是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——反射鏡懸浮在前后左右各一對(duì)扭桿之間以一定諧波頻率振蕩,由旋轉(zhuǎn)的微振鏡來(lái)反射激光器的光線,從而實(shí)現(xiàn)掃描。硅基MEMS微振鏡可控性好,可實(shí)現(xiàn)快速掃描,其等效線束能高達(dá)一至兩百線,因此,要同樣的點(diǎn)云密度時(shí),硅基MEMSLidar的激光發(fā)射器數(shù)量比機(jī)械式旋轉(zhuǎn)Lidar少很多,體積小很多,系統(tǒng)可靠性高很多。激光雷達(dá)通過(guò)發(fā)射激光束,精確測(cè)量目標(biāo)距離,是自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵傳感器。無(wú)人叉車激光雷達(dá)制造
激光雷達(dá)的分類,激光雷達(dá)行業(yè)具有較高的技術(shù)水準(zhǔn)與技術(shù)壁壘,并同時(shí)具有技術(shù)創(chuàng)新能力強(qiáng)與產(chǎn)品迭代速度快的特征。其技術(shù)發(fā)展方向與半導(dǎo)體行業(yè)契合度高,激光雷達(dá)系統(tǒng)中主要的激光器、探測(cè)器、控制及處理單元均能從半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展中受益,收發(fā)單元陣列化以及主要模塊芯片化是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。激光雷達(dá)可分成一維(1D)激光雷達(dá)、二維(2D)掃描激光雷達(dá)和三維(3D)掃描激光雷達(dá)。1D激光雷達(dá)只能用于線性的測(cè)距;2D掃描激光雷達(dá)只能在平面上掃描,可用于平面面積與平面形狀的測(cè)繪,如家庭用的掃地機(jī)器人;3D掃描激光雷達(dá)可進(jìn)行3D空間掃描,用于戶外建筑測(cè)繪,它是駕駛輔助和自助式自動(dòng)駕駛應(yīng)用的重要車載傳感設(shè)備。3D激光雷達(dá)可進(jìn)一步分成3D扇形掃描激光雷達(dá)和3D旋轉(zhuǎn)式掃描激光雷達(dá)。天津汽車激光雷達(dá)價(jià)位激光雷達(dá)在氣象觀測(cè)中用于監(jiān)測(cè)大氣流動(dòng)和降水情況。
輔助駕駛,在目前的L2/L3級(jí)高級(jí)輔助駕駛中,激光雷達(dá)可覆蓋前向視場(chǎng)(水平視場(chǎng)角覆蓋60°到120°)以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟車或者高速自適應(yīng)巡航等功能。通過(guò)發(fā)射信號(hào)和反射信號(hào)的對(duì)比,構(gòu)建出點(diǎn)云圖,從而實(shí)現(xiàn)諸如目標(biāo)距離、方位、速度、姿態(tài)、形狀等信息的探測(cè)和識(shí)別。除了傳統(tǒng)的障礙物檢測(cè)以外,激光雷達(dá)還可以應(yīng)用于車道線檢測(cè)。優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)距遠(yuǎn)、精度高,獲取信息豐富,抗源干擾能力強(qiáng)。自動(dòng)駕駛,未來(lái),L4/L5級(jí)無(wú)人駕駛應(yīng)用的實(shí)現(xiàn),有賴于激光雷達(dá)提供的感知信息。激光雷達(dá)是一種可以掃描周圍環(huán)境并生成三維圖像的傳感器。它可以被用于識(shí)別障礙物、構(gòu)建地圖和定位車輛等應(yīng)用場(chǎng)景。該級(jí)別應(yīng)用需要面對(duì)復(fù)雜多變的行駛環(huán)境,對(duì)激光雷達(dá)性能水平要求較高,在要求360°水平掃描范圍的同時(shí),對(duì)于低反射率物體的較遠(yuǎn)測(cè)距能力需要達(dá)到200m,且需要更高的線數(shù)以及更密的點(diǎn)云分辨率;同時(shí)為了減少噪點(diǎn)還需要激光雷達(dá)具有抵抗同環(huán)境中其他激光雷達(dá)干擾的能力。
當(dāng)三維點(diǎn)較為稠密的時(shí)候,可以像視覺(jué)一樣提取特征點(diǎn)和其周圍的描述子,主要通過(guò)選擇幾何屬性(如法線和曲率)比較有區(qū)分度的點(diǎn),在計(jì)算其局部鄰域的幾何屬性的統(tǒng)計(jì)得到關(guān)鍵點(diǎn)的描述子,而當(dāng)處理目前市面上的激光雷達(dá)得到的單幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí),由于點(diǎn)云較為稀疏,主要依靠每個(gè)激光器在掃描時(shí)得到的環(huán)線根據(jù)曲率得到特征點(diǎn)。而有了兩幀點(diǎn)云的數(shù)據(jù)根據(jù)配準(zhǔn)得到了相對(duì)位姿變換關(guān)系后,我們便可以利用激光雷達(dá)傳感器獲得的數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)載體物體的位姿隨時(shí)間的變化而改變的關(guān)系。比如我們可以利用當(dāng)前幀和上一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配,或者當(dāng)前幀和累計(jì)堆疊出來(lái)的子地圖進(jìn)行匹配,得到位姿變換關(guān)系,從而實(shí)現(xiàn)里程計(jì)的作用。環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)激光雷達(dá)追蹤污染物,評(píng)估區(qū)域環(huán)境質(zhì)量。
光學(xué)相控陣激光雷達(dá)(OPA),很多特殊的Lidar使用OPA(OpticalPhasedArray)光學(xué)相控陣技術(shù)。OPA運(yùn)用相干原理,采用多個(gè)光源組成陣列,通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)射陣列中每個(gè)發(fā)射單元的相位差,來(lái)控制輸出的激光束的方向。OPA激光雷達(dá)完全是由電信號(hào)控制掃描方向,能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)掃描角度范圍,對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行全局掃描或者某一區(qū)域的局部精細(xì)化掃描,一個(gè)激光雷達(dá)就可能覆蓋近/中/遠(yuǎn)距離的目標(biāo)探測(cè)。優(yōu)點(diǎn):純固態(tài)Lidar,體積小,易于車規(guī);掃描速度快(一般可達(dá)到MHz量級(jí)以上);精度高(可以做到μrad量級(jí)以上);可控性好(可以在感興趣的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行高密度掃描),缺點(diǎn):易形成旁瓣,影響光束作用距離和角分辨率,使激光能量被分散;加工難度高:光學(xué)相控陣要求陣列單元尺寸必須不大于半個(gè)波長(zhǎng);探測(cè)距離很難做到很遠(yuǎn)。安防監(jiān)控運(yùn)用激光雷達(dá)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)入侵異常情況。無(wú)人叉車激光雷達(dá)制造
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國(guó)外廠商在激光器和探測(cè)器行業(yè)耕耘較久,產(chǎn)品的成熟度和可靠性上有更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢(shì),客戶群體也更為普遍。國(guó)內(nèi)廠商近些年發(fā)展迅速,產(chǎn)品性能已經(jīng)基本接近國(guó)外供應(yīng)鏈水平,并已經(jīng)有通過(guò)車規(guī)認(rèn)證(AEC-Q102)的國(guó)產(chǎn)激光器和探測(cè)器出現(xiàn),元器件的車規(guī)化是車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),國(guó)內(nèi)廠商能夠滿足這一需求。相比國(guó)外廠商,國(guó)內(nèi)廠商在產(chǎn)品的定制化上有較大的靈活性,價(jià)格也有一定優(yōu)勢(shì)。光學(xué)部件方面,激光雷達(dá)公司一般為自主研發(fā)設(shè)計(jì),然后選擇行業(yè)內(nèi)的加工公司完成生產(chǎn)和加工工序。光學(xué)部件國(guó)內(nèi)廠商的技術(shù)水平已經(jīng)完全達(dá)到或超越國(guó)外供應(yīng)鏈的水準(zhǔn),且有明顯的成本優(yōu)勢(shì),已經(jīng)可以完全替代國(guó)外供應(yīng)鏈和滿足產(chǎn)品加工的需求。無(wú)人叉車激光雷達(dá)制造