目前的激光雷達,不光只有光探測與測量,更是一種集激光、全球定位系統(tǒng)(GPS)和IMU(InertialMeasurementUnit,慣性測量裝置)三種技術于一身的系統(tǒng),用于獲得數(shù)據并生成精確的DEM(數(shù)字高程模型)。這三種技術的結合,可以高度準確地定位激光束打在物體上的光斑,測距精度可達厘米級,激光雷達較大的優(yōu)勢就是"精確"和"快速、高效作業(yè)"。隨著激光雷達技術的進步與發(fā)展,星載激光雷達的研制和應用在20世紀90年代逐步成熟。2003年,NASA根據早先提出的采用星載激光雷達測量兩極地區(qū)冰面變化的計劃,正式將地學激光測高儀列入地球觀測系統(tǒng)中,并將其搭載在冰體、云量和陸地高度監(jiān)測衛(wèi)星上發(fā)射升空運行。激光雷達在農業(yè)領域用于監(jiān)測作物生長情況。甘肅軌道交通激光雷達
反射率,反射率是指物體反射的輻射能量占總輻射能量的百分比,比如說某物體的反射率是20%,表示物體接收的激光輻射中有20%被反射出去了。不同物體的反射率不同,這主要取決于物體本身的性質(表面狀況),如果反射率太低,那么激光雷達收不到反射回來的激光,導致檢測不到障礙物。激光雷達一般要求物體表面的反射率在10%以上,用激光雷達采集高精度地圖的時候,如果車道線的反射率太低,生成的高精度地圖的車道線會不太清晰。旋轉掃描鏡激光雷達,作為頭一款量產的L3級別自動駕駛的乘用車——奧迪A8上搭載的激光雷達就是旋轉掃描鏡激光雷達。與機械旋轉激光雷達不同的是,其激光發(fā)射模塊和接收模塊是不動的,只有掃描鏡在做機械旋轉。激光單元發(fā)出激光至旋轉掃描鏡(Mirror),被偏轉向前發(fā)射(掃描角度145°),被物體反射的光經光學系統(tǒng)被左下方的探測器接收。優(yōu)點:可車規(guī),壽命長,可靠度高。缺點:掃描線數(shù)少,掃描角度不能到360度。四川工業(yè)激光雷達覽沃 Mid - 360 實現(xiàn)感知升維,助力移動機器人自主完成復雜環(huán)境建圖。
自動駕駛汽車中的汽車傳感器使用攝像頭數(shù)據、雷達和LiDAR來檢測周圍的物體,自動駕駛汽車使用LiDAR傳感器探測周圍建筑和車輛,開發(fā)LiDAR 系統(tǒng)所需要的軟件工具,軟件在LiDAR系統(tǒng)的創(chuàng)建和運行中的各個環(huán)節(jié)都非常關鍵。系統(tǒng)工程師需要輻射模型來預測回波信號的信噪比。電子工程師需要電子模型來建立電氣設計。機械工程師需要CAD工具來完成系統(tǒng)布局。還可能會需要結構和熱建模軟件。LiDAR系統(tǒng)的運行需要控制軟件和將點云轉換并重建為三維模型的軟件。而LiDAR是利用光作為探測媒介來感知周圍的系統(tǒng),因此光學工程師運用光學軟件設計可靠穩(wěn)定的光學系統(tǒng)是關鍵。
激光雷達難點:當周邊環(huán)境中存在透明介質 (如潔凈水體) 時,位于透明介質內部或后方的目標能夠被測到。由于光線在透明介質中會發(fā)生折射,被測目標實際上位于折射光路上,而測量結果則位于直線光路上,測量出的目標位置會發(fā)生偏差,此外,雷達也可能會收到兩個反射回波,一個來自于透明介質內部或后方的實際目標表面的反射,另一個來自于不完全潔凈的透明介質表面的漫反射,此時的測量結果不確定,有可能是介質表面,也可能是實際目標。Mid - 360 水平 360°、垂直 59° 視場角,提供點云數(shù)據輔助決策。
根據發(fā)生器的不同可以產生紫外線(10-400nm)到可見光(390-780nm)到紅外線(760-1000000nm)波段內的不同激光,相應的用途也各不相同。激光是一種單一顏色、單一波長的光,激光雷達選用的激光波長一般不低于850nm,以避免可見光對人眼的傷害,而目前主流的激光雷達主要有905nm和1550nm兩種波長。905nm探測距離受限,采用硅材質,成本較低;1550nm探測距離更遠,采用昂貴的銦鎵砷(InGaAs)材質,激光可被人眼吸收,故可做更遠的探測光束。激光雷達的高穩(wěn)定性使其在太空探測任務中備受青睞。湖南站臺入侵激光雷達
激光雷達在醫(yī)療領域被用于人體三維掃描和診斷。甘肅軌道交通激光雷達
關于實際量程:雷達對特定目標的實際量程會受到如下因素的影響:1、目標漫反射率,目標漫反射率不但與材質有關,也與表面朝向有關。目標漫反射率越高,實際量程就越遠;2、反射面積,目標表面被激光光斑覆蓋的面積。覆蓋面積越大,實際測量距離越遠;3、透光罩臟污程度,雷達的透光罩臟污會造成透光性能下降,透光性能下降得越多,測量能力越差,透光率下降至 60%時,測量能力可能完全失效;4、大氣條件,雷達的實際測量能力同時受到大氣條件的影響,特別是在戶外工作時。大氣的光傳播能力越差,雷達的實際測量能力越低。在極端天氣條件 (例如濃霧)下,測量能力會完全失效。甘肅軌道交通激光雷達