激光雷达(Lidar)光束范围很窄,所以需要更多的纵向光束,以覆盖大的面积,所以线束决定着画面大小,扫描再通过返回的时间测量距离,并精确、快速构建模型,相比目前的其他雷达强太多,所以更适合自动驾驶系统,但也同样易受天气影像,成本较高。转镜:转镜分为一维转镜和二维转镜。一维转镜通过旋转的多面体反射镜,将激光反射到不同的方向;二维转镜顾名思义内部集成了两个转镜,一个多边棱镜负责横向旋转,一个负责纵向翻转,实现一束激光包揽横纵双向扫描。转镜激光雷达体积小、成本低,与机械式激光雷达效果一致,但机械频率也很高,在寿命上不够理想。激光雷达的高稳定性使其在太空探测任务中备受青睐。北京轨旁入侵激光雷达

当三维点较为稠密的时候,可以像视觉一样提取特征点和其周围的描述子,主要通过选择几何属性(如法线和曲率)比较有区分度的点,在计算其局部邻域的几何属性的统计得到关键点的描述子,而当处理目前市面上的激光雷达得到的单帧点云数据时,由于点云较为稀疏,主要依靠每个激光器在扫描时得到的环线根据曲率得到特征点。而有了两帧点云的数据根据配准得到了相对位姿变换关系后,我们便可以利用激光雷达传感器获得的数据来估计载体物体的位姿随时间的变化而改变的关系。比如我们可以利用当前帧和上一帧数据进行匹配,或者当前帧和累计堆叠出来的子地图进行匹配,得到位姿变换关系,从而实现里程计的作用。江西国产激光雷达主动抗串扰功能,使览沃 Mid - 360 在多雷达干扰下仍能正常运作。

激光雷达的优劣势分析,优势:转镜式激光雷达的激光发射和接收装置是固定的,所以即使有【旋转机构】,也可以把产品体积做小,进而降低成本。并且旋转机构只有反射镜,整体重量比较轻,电机轴承的负荷小,系统运行起来更稳定,寿命更长,是符合车规量产的优势条件。劣势:因为有【旋转机构】这样的机械形式的存在,便不可避免地在长期运行之后,激光雷达的稳定性、准确度会受到影响。其次,一维式的扫描线数少,扫描角度不能到360度。
对于激光的波长,目前主要使用使用波长为905nm和1550nm的激光发射器,波长为1550nm的光线不容易在人眼液体中传输。故1550nm可在保证安全的前提下较大程度上提高发射功率。大功率能得到更远的探测距离,长波长也能提高抗干扰能力。但是1550nm激光需使用InGaAs,目前量产困难。故当前更多使用Si材质量产905nm的LiDAR。通过限制功率和脉冲时间来保证安全性。技术原理,激光雷达探测的具体技术可以分为TOF飞行时间法与相干探测方法。其中ToF方法可以进一步区分为iToF和dToF方法;飞行时间(ToF)探测方法,通过直接计算发射及接收电磁波的时间差测量被测目标的距离;相干探测方法(如:FMCW),通过测量发射电磁波与返回电磁波的频率变化解调出被测目标的距离及速度。激光雷达的维护简单,降低了使用成本。

工作原理,相控阵雷达发射的是电磁波,OPA(Optical Phase Array的简称,即光学相控阵)激光雷达发射的是光,而光和电磁波一样也表现出波的特性,所以原理上是一样的。波与波之间会产生干涉现象,通过控制相控阵雷达平面阵列各个阵元的电流相位,利用相位差可以让不同的位置的波源会产生干涉(类似的是两圈水波相互叠加后,有的方向会相互抵消,有的会相互增强),从而指向特定的方向,往复控制便得以实现扫描效果。利用光的相干性质,通过人为控制相位差实现不同方向的光发射效果;我们知道光和电磁波一样也表现出波的特性,因此同样可以利用相位差控制干涉让激光“转向”特定的角度,往复控制实现扫描效果。从 2D 升至 3D 感知,Mid - 360 提升移动机器人室内感知与运维效率。北京汽车激光雷达
激光雷达的精密设计使其能在狭小空间内准确测量。北京轨旁入侵激光雷达
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。北京轨旁入侵激光雷达