深圳电子展
2024年11月6-8日
深圳国际会展中心(宝安)

激光雷达基础解析

 

什么是激光雷达?今天NEPCON ASIA小编就和大家详细说一说。

1、激光雷达定义

1)探测原理

通过向被测目标发射探测信号(激光束),然后测量反射或散射信号的到达时间、波束指向、频率变化等参数,来确定目标的距离、方位和运动状态等信息,并生成多维信息图像。由于其具有较高的角度、速度和距离分辨率 - 有助于获得清晰的目标图像和同时跟踪多个目标物体。

2)基本构成

激光雷达可分为激光发射模块、接收模块和信号控制处理模块三部分;其中激光发射模块由激光器、发射光学系统组成;激光接收模块由接收光学系统、光学滤光装置、光电探测器构成;信号控制处理模块能对回波信号进行处理,通过提取目标的速度、距离、反射率等信息生成目标物体的三维图像;

2、不同类型激光雷达

2.1  依据激光线束数量

1)2D激光雷达

—— 激光线束 :一次扫描只产生一条扫描线

——  数据信息:2D平面数据信息

——  特点:结构简单,测距速度快,性能稳定;但无法完成复杂路面地形环境三维建模,且容易出现数据失真和虚报等现象;

2)3D激光雷达

—— 激光光束:一次扫描产生多条扫描线

—— 数据信息:3D多维数据信息

—— 特点:可获得环境的深度信息,帮助车辆构建可行驶区域;

2.1  依据装置内部有无旋转部件

1)机械旋转式激光雷达

激光雷达装置内部的发射光源在竖直面进行线阵排布,从而产生不同指向的激光光束,再通过步进电机带动发射部件进行旋转,从而由线变面,实现对目标物体的3D探测扫描;

供应商代表:威力登(美国)

特点分析:测量精度高,且能够实现360°全方位探测;体积相对较大,且价格较高,不利于在车辆上量产应用;

2)混合式激光雷达(MEMS)

该装置由微机电系统和振镜组成,工作时驱动电路驱动振镜旋转,激光束在旋转振镜的反射下实现扫描,然后经发射单元准直后射出;

特点分析:

技术相对成熟,相对机械旋转式,混合式能够以相对较低的成本,对车周环境实现较高准确度的检测和识别;但由于光路结构较复杂,且存在微振镜振动问题,雷达装置部件的寿命受到一定的影响限制。

3)全固态激光雷达

该类型激光雷达完全取消了机械扫描结构,完全通过电子方式实现水平和垂直方向的激光扫描;此类型依据不同的工作模式,又可划分为光学相控阵(OPA)车载激光雷达和面阵闪光型(Flash)车载激光雷达;

供应商代表:Quanergy ,ouster,Innoviz

特点分析:结构简单,体积小,扫描速度快,且成本相对较低,比较适合量产应用;但扫描角度有限,且因接收面大、信噪比差,

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