有几个原因:我们这里说的激光雷达,是指 TOF 激光雷达,TOF 测距,靠的是 TDC 电路提供计时,用光速乘以单向时间得到距离,但限于成本,TDC 一般由 FPGA 的进位链实现,本质上是对一个低频的晶振信号做差值,实现高频的计数。所以,测距的精度,强烈依赖于这个晶振的精度。而晶振随着时间的推移,存在累计误差;距离越远,接收信号越弱,雷达自身的寻峰算法越难以定位到较佳接收时刻,这也造成了精度的劣化;而由于激光雷达检测障碍物的有效距离和较小垂直分辨率有关系,也就是说角度分辨率越小,则检测的效果越好。如果两个激光光束之间的角度为 0.4°,那么当探测距离为 200m 的时候,两个激光光束之间的距离为200m*tan0.4°≈1.4m。也就是说在 200m 之后,只能检测到高于 1.4m 的障碍物了。如果需要知道障碍物的类型,那么需要采用的点数就需要更多,距离越远,激光雷达采样的点数就越少,可以很直接的知道,距离越远,点数越少,就越难以识别准确的障碍物类型。激光雷达的工作原理基于光的传播速度和反射原理,实现高精度测距。广东重复扫描激光雷达

激光光源,由于激光器发射的光线需要投射至整个FOV平面区域内,除了面光源可以直接发射整面光线外,点光源则需要做二维扫描覆盖整个FOV区域,线光源需要做一维扫描覆盖整个FOV区域。其中点光源根据光源发射的形式又可以分为EEL(Edge-Emitting Laser边发射激光器)和VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser垂直腔面发射激光器)两种,二者区别在于EEL激光平行于衬底表面发出(如图1),VCSEL激光垂直于衬底表面发出(如图2)。其中VCSEL式易于进行芯片式阵列布置,通常使用此类光源进行阵列式布置形成线光源(一维阵列)或面光源(二维阵列),VCSEL光源剖面图与二维阵列光源芯片示意图如下上海连续波激光雷达行价激光雷达的维护简单,降低了使用成本。

调频连续波FMCW激光雷达,以三角波调频连续波为例来介绍其测距/测速原理。蓝色为发射信号频率,红色为接收信号频率,发射的激光束被反复调制,信号频率不断变化。激光束击中障碍物被反射,反射会影响光的频率,当反射光返回到检测器,与发射时的频率相比,就能测量两种频率之间的差值,与距离成比例,从而计算出物体的位置信息。FMCW的反射光频率会根据前方移动物体的速度而改变,结合多普勒效应,即可计算出目标的速度。优点:每个像素都有多普勒信息,含速度信息;解决Lidar间串扰问题;不受环境光影响,探测灵敏度高;缺点:不能探测切向运动目标。
优劣势分析:优点:FLASH激光雷达较大的优势在于可以一次性实现全局成像来完成探测,且成像速度快。体积小,易安装,易融入车的整体外观设计。设计简洁,元件极少,成本低。信号处理电路简单,消耗运算资源少,整体成本低。刷新频率可高达3MHz,是传统摄像头的10万倍,实时性好,因此易过车规。缺点:不过FLASH激光单点面积比扫描型激光单点大,因此其功率密度较低,进而影响到探测精度和探测距离(低于50米)。要改善其性能,需要使用功率更大的激光器,或更先进的激光发射阵列,让发光单元按一定模式导通点亮,以取得扫描器的效果。览沃 Mid - 360 带来全新感知方案,助力移动机器人功能升级。

从应用看,具备车规级量产实力的Tier1供货商有法雷奥(Scala)、镭神智能(CH32),Innovusion(Falcon)。2017年,奥迪A8为全球头一款量产的L3级别自动驾驶的乘用车,其搭载的激光雷达便是法雷奥和Ibeo联合研发的4线旋转扫描镜激光雷达。2020年,镭神智能自主研发的CH32面世,成为全球第二款获得车规级认证的转镜式激光雷达,目前已经规模化交付东风悦享量产前装车型生产。2022年,搭载Innovusion Falcon激光雷达的蔚来ET7上市,该款激光雷达为1550nm方案,等效300线数。从售价看,法雷奥Scala 2为900欧元(约6500元人民币),已经下降至车企可接受的价格范围。Mid - 360可达70 米 @80% 反射率探测,适应室内外不同光照。北京微波激光雷达正规
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在实际应用中,很多时候并不知道点云之间的邻接关系。针对此,研究人员开发了较小张树算法和连接图算法以实现邻接关系的计算。总体而言,三维模型重建算法的发展趋势是自动化程度越来越高,所需人工干预越来越少,且应用面越来越广。然而,现有算法依然存在运算复杂度较高、只能针对单个物体、且对背景干扰敏感等问题。研究具有较低运算复杂度且不依赖于先验知识的全自动三维模型重建算法,是目前的主要难点。然而,如何在包含遮挡、背景干扰、噪声、逸出点以及数据分辨率变化等的复杂场景中实现对感兴趣目标的检测识别与分割,仍然是一个富有挑战性的问题。广东重复扫描激光雷达
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