全固態(tài)激光雷達(dá)。顧名思義此激光雷達(dá)沒有任何機(jī)械擺動(dòng)結(jié)構(gòu),自然也沒有旋轉(zhuǎn)。將機(jī)械化的激光雷達(dá)芯片化,體型更小、性能更好、壽命更可靠,但逃脫不了摩爾定律的軌道,目前有兩種方式。1. 光學(xué)相控陣式(OPA)固態(tài)激光雷達(dá),OPA固態(tài)激光雷達(dá)完全沒有擺動(dòng)固件,利用多個(gè)光源組成陣列,合成特定方向的光束,實(shí)現(xiàn)對不同方向的掃描。具有掃描速度快、精度高、可控性好、體積小(Quanergy激光雷達(dá)只有90x60x60mm)等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是易形成旁瓣,影響光束作用距離和角分辨率,同時(shí)生產(chǎn)難度高。2.Flash固態(tài)激光雷達(dá),F(xiàn)lash固態(tài)激光雷達(dá),也可以說是非掃描式,它可以在短時(shí)間直接發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域的激光,利用光陣構(gòu)建圖像,就像是照相機(jī),快速記錄整個(gè)場景,減少了沒有了轉(zhuǎn)動(dòng)與鏡片磨損,相對更為穩(wěn)定,不過缺陷也很明顯,比如探測距離較近,對處理器要求較高,相對應(yīng)成本也高。港口作業(yè)借助激光雷達(dá)引導(dǎo)裝卸,提升集裝箱操作準(zhǔn)度。吉林測繪激光雷達(dá)
給定兩個(gè)來自不同坐標(biāo)系的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)集,找到兩個(gè)點(diǎn)集空間的變換關(guān)系,使得兩個(gè)點(diǎn)集能統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系統(tǒng)中,這個(gè)過程便稱為配準(zhǔn)。配準(zhǔn)的目標(biāo)是在全局坐標(biāo)框架中找到單獨(dú)獲取的視圖的相對位置和方向,使得它們之間的相交區(qū)域完全重疊。對于從不同視圖(views)獲取的每一組點(diǎn)云數(shù)據(jù),點(diǎn)云數(shù)據(jù)很有可能是完全不相同的,需要一個(gè)能夠?qū)⑺鼈儗R在一起的單一點(diǎn)云模型,從而可以應(yīng)用后續(xù)處理步驟,如分割和進(jìn)行模型重建。目前對配準(zhǔn)過程較常見的主要是 ICP 及其變種算法,NDT 算法,和基于特征提取的匹配。北京覓道Mid-70激光雷達(dá)渠道激光雷達(dá)在森林監(jiān)測中用于評估森林資源和健康狀況。
目前的激光雷達(dá),不光只有光探測與測量,更是一種集激光、全球定位系統(tǒng)(GPS)和IMU(InertialMeasurementUnit,慣性測量裝置)三種技術(shù)于一身的系統(tǒng),用于獲得數(shù)據(jù)并生成精確的DEM(數(shù)字高程模型)。這三種技術(shù)的結(jié)合,可以高度準(zhǔn)確地定位激光束打在物體上的光斑,測距精度可達(dá)厘米級,激光雷達(dá)較大的優(yōu)勢就是"精確"和"快速、高效作業(yè)"。隨著激光雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,星載激光雷達(dá)的研制和應(yīng)用在20世紀(jì)90年代逐步成熟。2003年,NASA根據(jù)早先提出的采用星載激光雷達(dá)測量兩極地區(qū)冰面變化的計(jì)劃,正式將地學(xué)激光測高儀列入地球觀測系統(tǒng)中,并將其搭載在冰體、云量和陸地高度監(jiān)測衛(wèi)星上發(fā)射升空運(yùn)行。
如今,LiDAR經(jīng)常用于創(chuàng)建所處空間的三維模型。自主導(dǎo)航是使用LiDAR系統(tǒng)生成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的應(yīng)用之一。微型LiDAR系統(tǒng)甚至能夠嵌入在手機(jī)大小的設(shè)備中。LiDAR 在現(xiàn)實(shí)世界中如何發(fā)揮作用,自主導(dǎo)航中的態(tài)勢感知是LiDAR的一個(gè)較引人入勝的應(yīng)用。任何移動(dòng)車輛的態(tài)勢感知系統(tǒng)都需要同樣了解其周圍的靜止和移動(dòng)物體。例如,雷達(dá)技術(shù)長期以來用于探測飛機(jī)。對于地面車輛,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)LiDAR非常有用,因?yàn)樗軌虼_定物體的距離并且在方向性上非常精確。探測光束能夠在角度上精確定向并快速掃描,據(jù)此創(chuàng)建三維模型點(diǎn)云數(shù)據(jù)。因?yàn)檐囕v周圍的情況是高度動(dòng)態(tài)的,所以快速掃描能力對這類應(yīng)用至關(guān)重要。激光雷達(dá)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域用于監(jiān)測作物生長情況。
要知道光速是每秒30萬公里。要區(qū)分目標(biāo)厘米級別的精確距離,那對傳輸時(shí)間測量分辨率必須做到1納秒。要如此精確的測量時(shí)間,因此對應(yīng)的測量系統(tǒng)的成本就很難降到很低,需要使用巧妙的方法降低測量難度。首先,我們需要明確,激光雷達(dá)并不是單獨(dú)運(yùn)作的,一般是由激光發(fā)射器、接收器和慣性定位導(dǎo)航三個(gè)主要模塊組成。當(dāng)激光雷達(dá)工作的時(shí)候,會(huì)對外發(fā)射激光,在遇到物體后,激光折射回來被CMOS傳感器接收,從而測得本體到障礙物的距離。從原理來看,只要需要知道光速、和從發(fā)射到CMOS感知的時(shí)間就可以測出障礙物的距離,再結(jié)合實(shí)時(shí)GPS、慣性導(dǎo)航信息與計(jì)算激光雷達(dá)發(fā)射出去角度,系統(tǒng)就可以得到前方物體的坐標(biāo)方位和距離信息。工業(yè)生產(chǎn)里激光雷達(dá)檢測產(chǎn)品缺陷,有效保障產(chǎn)品質(zhì)量。浙江毫米波激光雷達(dá)
覽沃 Mid - 360 憑借 360°x59° 超廣 FOV,感知三維空間信息。吉林測繪激光雷達(dá)
不同類激光雷達(dá)的優(yōu)缺點(diǎn):機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá),機(jī)械旋轉(zhuǎn)式Lidar的發(fā)射和接收模塊存在宏觀意義上的轉(zhuǎn)動(dòng)。在豎直方向上排布多組激光線束,發(fā)射模塊以一定頻率發(fā)射激光線,通過不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射頭實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描。機(jī)械旋轉(zhuǎn)Lidar分立的收發(fā)組件導(dǎo)致生產(chǎn)過程要人工光路對準(zhǔn),費(fèi)時(shí)費(fèi)力,可量產(chǎn)性差。目前有的機(jī)械旋轉(zhuǎn)Lidar廠商在走芯片化的路線,將多線激光發(fā)射模組集成到一片芯片,提高生產(chǎn)效率和量產(chǎn)性,降低成本,減小旋轉(zhuǎn)部件的大小和體積,使其更易過車規(guī)。優(yōu)點(diǎn):技術(shù)成熟;掃描速度快;可360度掃描。缺點(diǎn):可量產(chǎn)性差:光路調(diào)試、裝配復(fù)雜,生產(chǎn)效率低;價(jià)格貴:靠增加收發(fā)模塊的數(shù)量實(shí)現(xiàn)高線束,元器件成本高,主機(jī)廠難以接受;難過車規(guī):旋轉(zhuǎn)部件體積/重量龐大,難以滿足車規(guī)的嚴(yán)苛要求;造型不易于集成到車體。吉林測繪激光雷達(dá)