激光雷达传感器技术你了解吗

当今,在人工智能时代到来的背景下,激光雷达受到了越来越多的关注,也被广泛应用于自动驾驶、机器人、无人机、安防监控、地图测绘 、智慧城市、物联网等高新技术科技领域,成为社会发展服务中不可或缺的高技术手段。随着科技水平的快速提升,激光雷达传感技术也得到了不断的发展和升级。

首先,我们了解一下关于激光雷达的定义:激光雷达(LiDAR)是一种用于精确获得三维位置信息的传感器,好比人类的眼睛,通过激光探测目标,获得数据并生成精确的数字工程模型,可以确定物体的距离、方位、高度、速度、形状甚至材质。激光雷达由发射系统、接收系统 、信息处理三部分组成。

激光雷达厂商 岭纬科技
世界首个带有屏幕的激光雷达

其次,激光雷达的工作原理就是利用可见和近红外光波(多为950nm波段附近的红外光)发射、反射和接收来探测物体。以激光作为信号源,由激光器发射出的脉冲激光,打到地面的树木,道路,桥梁和建筑物等目标物体上引起散射,一部分光波会反射到激光雷达的接收器上,根据激光测距原理计算,就得到从激光雷达到目标点的距离。

脉冲激光不断地扫描目标物,就可以得到目标物上全部目标点的数据,用此数据进行成像处理后,就可得到精确的三维点云图像。也可以测量两个或多个距离,并计算其变化率而求得速度。

最后,激光雷达主要分为机械式激光雷达、混合固态激光雷达和固态激光雷达。其中,固态激光雷达成为民用和商业应用中的宠儿。

固态激光雷达分类
固态激光雷达分类

固态激光雷达的优点包括了:数据采集速度快,拥有极高分辨率;高抗干扰能力,对于温度和振动的适应性强;丰富的信息量,通过波束控制,点云可以任意分布;例如在高速公路主要扫描前方远处,对于侧面稀疏扫描但并不完全忽略,在十字路口加强侧面扫描。而只能匀速旋转的机械式激光雷达是无法执行这种精细操作的。固体激光雷达还不受光线影响,激光扫描仪可全天候进行侦测任务,在雨、雪、雾等恶劣天气中也能正常运行。

广深高速应用示例
固态激光雷达

同时,除特斯拉和埃隆·马斯克避免使用激光雷达外,眼下几乎所有的自动驾驶汽车制造商和车型都使用激光雷达传感器。因此,激光雷达设备的市场正在蓬勃发展,一旦无人驾驶汽车进入大规模生产阶段,预计该市场将呈指数级增长。据调研机构Yole预测,2023年,高级辅助驾驶将给激光雷达产生17亿美元的市场,自动驾驶将给激光雷达带来35亿美元的市场。