原理,激光雷达( Light Detection and Ranging,LIDAR)是激光检测和测距系统的简称,通过对外发射激光脉冲来进行物体检测和测距。激光雷达采用飞行时间(Time of Flight,TOF)测距,发射器先发送一束激光,遇到障碍物后反射回来,由接收器接收,然后通过计算激光发送和接收的时间差,得到目标和自己的相对距离。如果采用多束激光并且360度旋转扫描,就可以得到整个环境的三维信息。激光雷达扫描出来的是一系列的点,因此激光雷达扫描出来的结果也叫“激光点云”。Mid - 360 升维感知,从 2D 到 3D,助力移动机器人高效建图定位。江苏连续波激光雷达正规
当我们用当前帧和整个点云地图进行匹配的时候,我们便能得到传感器在整个地图中的位姿,从而实现在地图中的定位。传感器车规化,固态激光雷达取消了机械结构,能够击中目前机械旋转式的成本和可靠性的痛点,是激光雷达的发展方向。除了这两大迫切解决的痛点外,目前量产的激光雷达探测距离不足,只能满足低速场景(如厂区内、校园内等)的应用。日常驾驶、高速驾驶的场景仍在测试过程中。当前机械式激光雷达的价格十分昂贵,Velodyne 在售的 64/32/16 线产品的官方定价分别为 8 万/4 万/8 千美元。一方面,机械式激光雷达由发射光源、转镜、接收器、微控马达等精密零部件构成,制造难度大、物料成本较高;另一方面,激光雷达仍未大规模进入量产车、需求量小,研发费用等固定成本难以摊薄。 量产 100 万台 VLP-32后,那么其售价将会降至 400 美元左右。安徽览沃激光雷达设备360°x59° 超广视野,览沃 Mid - 360 保障移动机器人作业现场安全高效。
在三维模型重建方面,较初的研究集中于邻接关系和初始姿态均已知时的点云精配准、点云融合以及三维表面重建。在此,邻接关系用以指明哪些点云与给定的某幅点云之间具有一定的重叠区域,该关系通常通过记录每幅点云的扫描顺序得到。而初始姿态则依赖于转台标定、物体表面标记点或者人工选取对应点等方式实现。这类算法需要较多的人工干预,因而自动化程度不高。接着,研究人员转向点云邻接关系已知但初始姿态未知情况下的三维模型重建,常见方法有基于关键点匹配、基于线匹配、以及基于面匹配 等三类算法。
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。安装布置灵活,览沃 Mid - 360 满足移动机器人各种复杂安装场景。
不同车载传感器的比较,目前,激光雷达、毫米波雷达和摄像头是公认的自动驾驶的三大关键传感器技术。从技术上看,激光雷达与其他两者相比具备强大的空间三维分辨能力。中国汽车工程学会、国汽智联汽车研究院编写的《中国智能网联汽车产业发展报告(2019)》称,当前在人工智能的重要应用场景智能网联汽车的自动驾驶和辅助驾驶领域中,激光雷达是实现环境感知的主要传感器之一。报告认为,在用于道路信息检测的传感器中,激光雷达在探测距离、精确性等方面,相比毫米波雷达具有一定的优势。激光雷达的高稳定性使其在太空探测任务中备受青睐。湖南多线激光雷达
激光雷达在地质勘探中实现了对地下矿藏的精确定位。江苏连续波激光雷达正规
应用层面,目前暂无车规级量产案例,OPA方案的表示企业为Quanergy。2021年8月,Quanergy对其OPA固达态激光雷达S3系列完成驾驶实测演示。测试结果显示,S3系列固态激光雷达可以提供超过10万小时的平均无故障时间(MTBF),在全光照下实现100米的探测性能,大规模量产后的目标价格为500美元。由于结构简单,Flash闪光激光雷达是目前纯固态激光雷达较主流的技术方案。但是由于短时间内发射大面积的激光,因此在探测精度和探测距离上会受到较大的影响,主要用于较低速的无人驾驶车辆,例如无人外卖车、无人物流车等,对探测距离要求较低的自动驾驶解决方案中。江苏连续波激光雷达正规