LiDAR的結構。激光雷達主要包括激光發射、接收、掃描器、透鏡天線和信號處理電路組成。激光發射部分主要有兩種,一種是激光二極管,通常有硅和砷化鎵兩種基底材料,再有一種就是目前非常火熱的垂直腔面發射(VCSEL)(比如 iPhone 上的 LiDAR),VCSEL 的優點是價格低廉,體積極小,功耗極低,缺點是有效距離比較短,需要多級放大才能達到車用的有效距離。激光雷達主要應用了激光測距的原理,而如何制造合適的結構使得傳感器能向多個方向發射激光束,如何測量激光往返的時間,這便區分出了不同的激光雷達的結構。覽沃 Mid - 360 作為新物種,讓移動機器人在多樣場景精確感知。天津汽車激光雷達規格
LiDAR還能夠用于確定測量目標的速度。這可以通過多普勒方法或快速連續測距來實現。例如,可以使用LiDAR系統測量風速和車速。另外,LiDAR系統能夠用于建立動態場景的三維模型,這是自動駕駛中會遇到的情形。這可以通過多種方式來實現,通常使用的是掃描的方式。LiDAR 技術中的挑戰,在可實現的LiDAR系統中存在一些眾所周知的挑戰。這些挑戰根據LiDAR系統的類型有所不同。以下是一些示例:隔離和抑制發射光束的信號——探測光束的輻射亮度通常遠大于回波光束。必須注意確保探測光束不會被系統自身反射或散射回接收器,否則探測器將會因為飽和而無法探測外部目標。天津高精度激光雷達正規突破傳統,覽沃 Mid - 360 為移動機器人提供全新環境感知選擇。
優劣勢分析,優勢:MEMS激光雷達因為擺脫了笨重的「旋轉電機」和「掃描鏡」等機械運動裝置,去除了金屬機械結構部件,同時配備的是毫米級的微振鏡,這較大程度上減少了MEMS激光雷達的尺寸,與傳統的光學掃描鏡相比,在光學、機械性能和功耗方面表現更為突出。其次,得益于激光收發單元的數量的減少,同時MEMS振鏡整體結構所使用的硅基材料還有降價空間,因此MEMS激光雷達的整體成本有望進一步降低。劣勢:MEMS激光雷達的「微振鏡」屬于振動敏感性器件,同時硅基MEMS的懸臂梁結構非常脆弱,外界的振動或沖擊極易直接致其斷裂,車載環境很容易對其使用壽命和工作穩定性產生影響。
目前,由于MEMS上游供應鏈已經相對成熟,比如Luminar的MEMS半固態激光雷達已將制造成本降低到了500-1000美元,使規模量產成為了可能。國內方面,速騰聚創和廣汽埃安、威馬、極氪等11家車企建立了合作,同時其產品「RS-LiDAR-M1」已于2020年12月開始批量出貨,成為全球頭一款批量交付的車規級MEMS激光雷達。海外方面,Luminar在全球范圍內已擁有50多位行業合作伙伴,其中包括沃爾沃、上汽飛凡汽車、小馬智行等。半固態—轉鏡式激光雷達,轉鏡式激光雷達與MEMS激光雷達差異在于,前者的掃描鏡是圍繞著圓心旋轉,后者則是圍繞著某條直徑上下振動。相比之下,轉鏡式激光雷達的功耗更低,散熱難度更低,因而也更容易擁有比較高的可靠性。物流分揀依靠激光雷達引導機械臂,快速準確分揀貨物。
目前激光雷達廠商主要使用波長為 905nm 和 1550nm 的激光發射器,波長為 1550nm 的光線不容易在人眼液體中傳輸,這意味著采用波長為 1550nm 激光的激光雷達的功率可以相當高,而不會造成視網膜損傷。更高的功率,意味著更遠的探測距離,更長的波長,意味著更容易穿透粉塵霧霾。但受制于成本原因,生產波長為1550納米的激光雷達,要求使用昂貴的砷化鎵材料。廠商更多選擇使用硅材料制造接近于可見光波長的 905nm 的激光雷達,并嚴格限制發射器的功率,避免造成眼睛的長久性損傷。Mid - 360 距離探測可為 10cm,小盲區助力嵌入式無盲區安裝。上海覓道Mid-360激光雷達設備
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激光雷達(Lidar)光束范圍很窄,所以需要更多的縱向光束,以覆蓋大的面積,所以線束決定著畫面大小,掃描再通過返回的時間測量距離,并精確、快速構建模型,相比目前的其他雷達強太多,所以更適合自動駕駛系統,但也同樣易受天氣影像,成本較高。轉鏡:轉鏡分為一維轉鏡和二維轉鏡。一維轉鏡通過旋轉的多面體反射鏡,將激光反射到不同的方向;二維轉鏡顧名思義內部集成了兩個轉鏡,一個多邊棱鏡負責橫向旋轉,一個負責縱向翻轉,實現一束激光包攬橫縱雙向掃描。轉鏡激光雷達體積小、成本低,與機械式激光雷達效果一致,但機械頻率也很高,在壽命上不夠理想。天津汽車激光雷達規格