泛光面陣式(FLASH),泛光面陣式是目前全固態激光雷達中較主流的技術,其原理也就是快閃,它不像 MEMS 或 OPA 的方案會去進行掃描,而是短時間直接發射出一大片覆蓋探測區域的激光,再以高度靈敏的接收器,來完成對環境周圍圖像的繪制。我們以目前較為成熟的車載 MEMS 式激光雷達為例,講解其關鍵的硬件參數。這主要是因為激光發射器和接收器不能做在一起導致的,此方案本身便存在小量的誤差。現在很多方案,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數據同步。GPS同步(PPS+UTC),通過同步信號線和 UTC 時間(GPS 時間)實現數據同步。然后我們從 LiDAR 硬件得到一串數據包,需要過一次驅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式激光雷達的數據為例,其數據為 10hz,即 LiDAR 在 0.1s 時間內轉一圈,并將硬件得到的數據按照不同角度切成不同的 packet,以下便是一個 packet 數據包定義示意圖。每一個 packet 包含了當前扇區所有點的數據,包含每個點的時間戳,每個點的 xyz 數據,每個點的發射強度,每個點來自的激光發射機的 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測繪、氣象監測等領域,未來車載領域將成為較重要細分。氣象監測、地形測繪與車載、機器人領域對激光雷達的技術要求不同,分屬不同細分市場。下游需求刺激行業快速發展,激光雷達市場規模有望達百億美元。受益于無人駕駛、高級輔助駕駛(ADAS)和服務機器人領域的需求,有望迎來高速增長期。據Velodyne預測,2022年智能駕駛將占總市場規模的60.5%,成為激光雷達產業較大的增長極,工業、無人機、機器人領域各占比24.4%、8.4%、4.2%。
工作原理,Flash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,而是短時間直接發射出一大片覆蓋探測區域的激光,再以高度靈敏的接收器,來完成對環境周圍圖像的繪制。因此,Flash固態激光雷達屬于非掃描式雷達,發射面陣光,是以2維或3維圖像為重點輸出內容的激光雷達。某種意義上,它有些類似于黑夜中的照相機,光源由自己主動發出。Flash激光雷達的成像原理是發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。在某些領域,激光雷達被用于偵察和目標識別。
半固態—MEMS式激光雷達,MEMS全稱Micro-Electro-Mechanical System(微機電系統),是將原本激光雷達的機械結構通過微電子技術集成到硅基芯片上。本質上而言MEMS激光雷達并沒有做到完全取消機械結構,所以它是一種半固態激光雷達。工作原理,MEMS在硅基芯片上集成了體積十分精巧的微振鏡,其主要結構是尺寸很小的懸臂梁——通過控制微小的鏡面平動和扭轉往復運動,將激光管反射到不同的角度完成掃描,而激光發生器本身固定不動。其次,MEMS的振動角度有限導致視場角比較小(小于120度),同時受限于MEMS微振鏡的鏡面尺寸,傳統MEMS技術的有效探測距離只有50米,FOV角度只能達到30度,多用于近距離補盲或者前向探測。小巧設計易隱藏,覽沃 Mid - 360 為機器人外觀增添更多設計美感。北京IGV激光雷達
激光雷達的設計優化提高了其在復雜環境中的可靠性。廣西軌道交通激光雷達
從自動駕駛技術發展來看,L0-L2階段,傳感器與控制系統的革新是主要變化;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分別為0臺、1臺和5臺,激光雷達稱為推動智能駕駛發展的重要因素。就國內市場而言,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月發布的《智能網聯汽車技術路線圖(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。伴隨著在汽車行業的不斷滲透與工業自動化的發展,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