激光雷达扫描仪

2019年以来，高速公路收费站各入口收费站的ETC通道增加，这些都是交通部为实现不停车快捷收费，让高速公路通行更加通畅而推行的ETC新政。针对ETC车型分类新标准，SICK公司基于LMS系列激光雷达开发的车型识别分类及车辆外廓尺寸测量系统，可有效用于车型识别、车辆长度尺寸测量、车辆车轴数统计等应用。据介绍，自由流交通高精度车辆测量系统，能在自由流交通状况下检测识别多条车道上的车辆车型及测量车辆外廓尺寸。它采用全自动、人眼安全的2D激光雷达传感器测量车辆。智能激光雷达，雷达避障尽在慧视光电。激光雷达扫描仪

激光雷达从快速上车角度来看，需要平衡性能、可靠性、可量产、低成 本四大方向。激光雷达作为车规级产品关乎生命安全，对可靠性要求极 高，十分考验厂商的研发和制造能力。车规级产品需要满足-40-105°C 使用环境和 15 年使用寿命，同时要保证 0 失效率，难度较高。在制造 过程中也需要设计安全冗余保证量产良率，同时也能降低成本。在满足 使用性能的前提下，车规级可靠性是保障安全的技术，可量产和成本也 是上车关键。激光雷达可通过结构优化、量产、自主研发降低成本。 ip67防水激光雷达成像激光雷达的波长短，可以在分子量级上对目标探测。这是微波雷达无能为力的。

在斯坦福研究所开发的比较原始的仪器设计清楚地表明了激光雷达的应用，如通过雨水或底层的云的结构探测云和雾层的位置，上升限度的高度。激光雷达回波可以清楚的从低海拔地区观察到一个清晰的连续气溶胶层，而这对于肉眼来说是不可见。SRIMarkIII的激光雷达，对稀薄的卷云的检测展示了一个更高的水平。它表明一个很高的峰值功率可以穿透云层，同时形成反射。利用这种现象在不同海波高度观察时就可以证明几个不同层的卷云的存在。虽然用激光雷达性能优越，除了优化设计系统中的参数之外，许多技术被利用来改善的激光雷达系统的性能。例如激光器的冷却就是所有激光器必须解决的问题。激光雷达脉冲重复频率较低或泵浦阈值较低时可以采用空气制冷，而以更大的激光脉冲能量时必须采用制冷系统来冷却激光器。

探测器足激光接收机的部件，也是决定接收机性能的关键因素，因此，探测器的选择和合理使用是激光接收机设计中的重要环节。目前，用于激光探测的探测器可分为基于外光电效应的光电倍增管和基于内光电效应的光电二极管及雪崩光电二极管等，由于雪崩光电二极管具有高的内部增益、体积小、可靠性好等优点，往往是工程应用中的优先探测器件。激光雷达的回波信号电路主要包括放大电路和阈值检测电路。放大电路的设计要与回波信号的波形相匹配，对于不同的回波信号(如脉冲信号、连续波信号、准连续信号或调频信号等)，接收机要有与之相匹配的带宽和增益。如对于脉冲工作体制的激光雷达，放大电路要有较宽的带宽，同时还要采用时问增益控制技术，其放大器增益不是固定的，而是按激光雷达方程变化曲线设计的控制曲线，以抑制近距离后向散射，降低虚警，并使放大器丰要工作于线性放大区域。半导体激光器的激励方式主要有电注入式、光泵式和高能电子束激励式。

自动驾驶感知方案分为轻硬件重算法的视觉方案和以激光雷达为主的 多传感器融合方案。当前汽车制造商正在为车配备各种先进的控制和传 感功能，例如碰撞警告、避让系统、盲点监视器、车道保持辅助、车道 偏离警告、自适应巡航控制等等是一些成熟的驾驶辅助案例，使驾驶体 验更安全、更轻松。对于自动驾驶通常有纯视觉和多传感器融合两种路 径：特斯拉坚持纯视觉方案，采用来自多个摄像头的图像通过神经网络 进行分析，利用海量数据来做出关于加速、制动和转向的决定，特点为 轻传感器重算法。其他厂商均采用激光雷达、相机、毫米波雷达多传感器融合方案提升安全性能，特点是重硬件轻软件。激光雷达、毫米波雷 达、超声波传感器和摄像头各有优缺点。高度自动驾驶和完全自动驾驶 的车辆需要多传感器融合，能在各种天气和照明条件下创建精确的车辆 周围环境感知以及长短距离地图。气体激光器是目前种类较多、输出激光波长丰富、应用广的一种激光器。云南固态面阵激光雷达slam

半导体激光器是以直接带隙半导体材料构成的Pn结或Pin结为工作物质的一种小型化激光器。激光雷达扫描仪

从技术路径发展 来看，从机械式到混合固态再到纯固态，通过减少动态部分，压缩产品 体积、提高集成度都是降本的主要方式。例如 Velodyne 机械激光雷达 在 2007 年率先推出的产品单价为 75000 美元约合 50 万人民币，如今 已上车的混合固态激光雷达价格在 800-4000 美元，从结构上已经能大 幅降低产品价格和成本。另外一方面，随着供应链成熟度提高以及企业 量产能力提升，随着采购量提升天然会有成本降幅。同时通过 ASIC 自 主开发解决 FPGA 贵和进口依赖的痛点，未来实现更高自主可控性和更 有价格竞争力的产品。激光雷达扫描仪

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