激光雷达结构,激光雷达的关键部件按照信号处理的信号链包括控制硬件DSP(数字信号处理器)、激光驱动、激光发射发光二极管、发射光学镜头、接收光学镜头、APD(雪崩光学二极管)、TIA(可变跨导放大器)和探测器,如下图所示。其中除了发射和接收光学镜头外,都是电子部件。随着半导体技术的快速演进,性能逐步提升的同时成本迅速降低。但是光学组件和旋转机械则占具了激光雷达的大部分成本。激光雷达的种类,把激光雷达按照扫描方式来分类,目前有机械式激光雷达、半固态激光雷达和固态激光雷达三大类。其中机械式激光雷达较为常用,固态激光雷达为未来业界大力发展方向,半固态激光雷达是机械式和纯固态式的折中方案,属于目前阶段量产装车的主力军。在夜间和恶劣天气下,激光雷达能有效提升车辆的感知能力。上海高精度激光雷达正规

泛光面阵式(FLASH),泛光面阵式是目前全固态激光雷达中较主流的技术,其原理也就是快闪,它不像 MEMS 或 OPA 的方案会去进行扫描,而是短时间直接发射出一大片覆盖探测区域的激光,再以高度灵敏的接收器,来完成对环境周围图像的绘制。我们以目前较为成熟的车载 MEMS 式激光雷达为例,讲解其关键的硬件参数。这主要是因为激光发射器和接收器不能做在一起导致的,此方案本身便存在小量的误差。现在很多方案,都是向着共轴努力。激光雷达的测距精度,随着距离的变化而变化。测距激光雷达渠道Mid - 360 水平 360°、垂直 59° 视场角,提供点云数据辅助决策。

点频,即周期采集点数,因为激光雷达在旋转扫描,因此水平方向上扫描的点数和激光雷达的扫描频率有一定的关系,扫描越快则点数会相对较少,扫描慢则点数相对较多。一般这个参数也被称为水平分辨率,比如激光雷达的水平分辨率为 0.2°,那么扫描的点数为 360°/0.2°=1800,也就是说水平方向会扫描 1800 次。那么激光雷达旋转一周,即一个扫描周期内扫描的点数为 1800*64=115200。比如禾赛 64 线激光雷达,扫描频率为 10Hz 的时候水平角分辨率为 0.2°,在扫描频率为 20Hz 的时候角分辨率为 0.4°(扫描快了,分辨率变低了)。输出的点数和计算的也相符合 1152000 pts/s。
优劣势分析,优势:MEMS激光雷达因为摆脱了笨重的「旋转电机」和「扫描镜」等机械运动装置,去除了金属机械结构部件,同时配备的是毫米级的微振镜,这较大程度上减少了MEMS激光雷达的尺寸,与传统的光学扫描镜相比,在光学、机械性能和功耗方面表现更为突出。其次,得益于激光收发单元的数量的减少,同时MEMS振镜整体结构所使用的硅基材料还有降价空间,因此MEMS激光雷达的整体成本有望进一步降低。劣势:MEMS激光雷达的「微振镜」属于振动敏感性器件,同时硅基MEMS的悬臂梁结构非常脆弱,外界的振动或冲击极易直接致其断裂,车载环境很容易对其使用寿命和工作稳定性产生影响。激光雷达在建筑施工中用于精确测量和定位。

脉冲同步(PPS),脉冲同步通过同步信号线实现数据同步。GPS同步(PPS+UTC),通过同步信号线和 UTC 时间(GPS 时间)实现数据同步。然后我们从 LiDAR 硬件得到一串数据包,需要过一次驱动才能将其解析成点云通用的格式,如 ROSMSG 或者 pcl 点云格式,以目前较普遍的旋转式激光雷达的数据为例,其数据为 10hz,即 LiDAR 在 0.1s 时间内转一圈,并将硬件得到的数据按照不同角度切成不同的 packet,以下便是一个 packet 数据包定义示意图。每一个 packet 包含了当前扇区所有点的数据,包含每个点的时间戳,每个点的 xyz 数据,每个点的发射强度,每个点来自的激光发射机的 id 等信息。桥梁检测使用激光雷达识别病害,保障桥梁安全通行。浙江觅道Mid-70激光雷达供应
城市规划凭借激光雷达获取空间数据,辅助科学规划。上海高精度激光雷达正规
参数指标:(一)视场角,视场角决定了激光雷达能够看到的视野范围,分为水平视场角和垂直视场角,视场角越大,表示视野范围越大,反之则表示视野范围越小。以图3中的激光雷达为例,旋转式激光雷达的水平视场角为360°,垂直视场角为26.9°,固态激光雷达的水平视场角为60°,垂直视场角为20°。(二)线数,线数越高,表示单位时间内采样的点就越多,分辨率也就越高,目前无人驾驶车一般采用32线或64线的激光雷达。(三)分辨率,分辨率和激光光束之间的夹角有关,夹角越小,分辨率越高。固态激光雷达的垂直分辨率和水平分辨率大概相当,约为0.1°,旋转式激光雷达的水平角分辨率为0.08°,垂直角分辨率约为0.4°。上海高精度激光雷达正规