關(guān)于 FMCW 的原理,可以閱讀本系列的下一篇文章:Yvon Shong:走進(jìn)自動駕駛傳感器——毫米波雷達(dá)。調(diào)幅連續(xù)波(AMCW)激光雷達(dá)與基本的飛行時間系統(tǒng)相似的是,調(diào)幅連續(xù)波激光雷達(dá)發(fā)射一個信號,測量激光反射回來的時間。但區(qū)別在于,時間飛行系統(tǒng)只發(fā)射一個脈沖,調(diào)幅連續(xù)波 LiDAR 通過改變激光二極管中的極電流來調(diào)整發(fā)射光強(qiáng)度,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)制。激光雷達(dá)應(yīng)用于測繪主要有測距、定位以及地表物體的三維繪制;其達(dá)作為一種重要的傳感器,目前正在自動駕駛領(lǐng)域和無人飛行器領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。激光雷達(dá)的遠(yuǎn)程測量能力使其適用于大型工程監(jiān)測。海南激光雷達(dá)
1951年,美國物理學(xué)家Purcel(珀賽爾)在用微波波譜學(xué)的方法制定核磁矩的同時,意外地觀察到了50HZ的受激輻射,并把粒子數(shù)反轉(zhuǎn)稱為“負(fù)溫1度”狀態(tài),這使人們對玻爾茲曼分布有了更全方面也更深刻的認(rèn)識。同年,美國物理學(xué)家(Townes)湯斯提出了受激輻射微波放大的設(shè)想。1954年,湯斯和她的兩個學(xué)生戈登、曹格爾一起研制成功了波長為1.25cm的氨分子振蕩器,并把它稱為受激輻射微波放大器,按其字母縮寫為MASER,簡稱脈澤。時間來到1958年,湯斯與肖洛聯(lián)名在《物理評論》上發(fā)表了論文《紅外與光激射器》,這標(biāo)志著激光作為一種新事物登上了歷史舞臺。1960年,梅安研制的紅寶石激光器發(fā)出了694.3nm紅價激光,這是世界上公認(rèn)的頭一臺激光器。無人駕駛激光雷達(dá)供應(yīng)激光雷達(dá)在自動駕駛系統(tǒng)中扮演著眼睛的角色,可以快速準(zhǔn)確地獲取車輛周圍的物體信息,實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃。
這類形體對現(xiàn)實(shí)世界的表達(dá)能力有限,絕大部分目標(biāo)難以用這些形體或其組合來近似。后續(xù)研究主要集中于三維自由形態(tài)目標(biāo)的識別,所謂自由形態(tài)目標(biāo),即表面除了頂點(diǎn)、邊緣以及尖拐處之外處處都有良好定義的連續(xù)法向量的目標(biāo)(如飛行器、汽車、輪船、建筑物、雕塑、地表等)。由于現(xiàn)實(shí)世界中的大部分物體均可認(rèn)為是自由形態(tài)目標(biāo),因此三維自由形態(tài)目標(biāo)識別算法的研究較大程度上擴(kuò)展了識別系統(tǒng)的適用范圍。在過去二十余年間,三維目標(biāo)識別任務(wù)針對的數(shù)據(jù)量不斷增加,識別難度不斷上升,而識別率亦不斷提高。
MEMS陣鏡激光雷達(dá)優(yōu)點(diǎn):MEMS微振鏡擺脫了笨重的馬達(dá)、多發(fā)射/接收模組等機(jī)械運(yùn)動裝置,毫米級尺寸的微振鏡較大程度上減少了激光雷達(dá)的尺寸,提高了穩(wěn)定性;MEMS微振鏡可減少激光發(fā)射器和探測器數(shù)量,極大地降低成本。缺點(diǎn):有限的光學(xué)口徑和掃描角度限制了Lidar的測距能力和FOV,大視場角需要多子視場拼接,這對點(diǎn)云拼接算法和點(diǎn)云穩(wěn)定度要求都較高;抗沖擊可靠性存疑;振鏡尺寸問題:遠(yuǎn)距離探測需要較大的振鏡,不但價格貴,對快軸/慢軸負(fù)擔(dān)大,材質(zhì)的耐久疲勞度存在風(fēng)險,難以滿足車規(guī)的DV、PV的可靠性、穩(wěn)定性、沖擊、跌落測試要求;懸臂梁:硅基MEMS的懸臂梁結(jié)構(gòu)實(shí)際非常脆弱,快慢軸同時對微振鏡進(jìn)行反向扭動,外界的振動或沖擊極易直接致其斷裂。地面激光雷達(dá)廣泛應(yīng)用于地圖制作、城市規(guī)劃和建設(shè)等領(lǐng)域,為地理信息系統(tǒng)的發(fā)展提供了豐富的數(shù)據(jù)支持。
當(dāng)三維點(diǎn)較為稠密的時候,可以像視覺一樣提取特征點(diǎn)和其周圍的描述子,主要通過選擇幾何屬性(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,由于點(diǎn)云較為稀疏,主要依靠每個激光器在掃描時得到的環(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)來估計(jì)載體物體的位姿隨時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。激光雷達(dá)的抗干擾能力強(qiáng),保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。陜西激光雷達(dá)批發(fā)價格
激光雷達(dá)在建筑施工中用于精確測量和定位。海南激光雷達(dá)
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扭桿之間以一定諧波頻率振蕩,由旋轉(zhuǎn)的微振鏡來反射激光器的光線,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,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。海南激光雷達(dá)