激光雷达是实现更高级别自动驾驶(L3级别以上),以及更高安全性的良好途径,相比于毫米波雷达,激光雷达的分辨率更高、稳定性更好、三维数据也更可靠。什么是激光雷达?激光雷达(LiDAR)是光探测与测距(Light Detection and Ranging)技术的缩写。在工作过程中,激光束从光源发射并被场景中的物体反射回探测器,通过测量光束飞行时间(Time of Flight,简称ToF),可以推算出场景内物体的距离,并生成距离地图。所谓雷达,就是用电磁波探测目标的电子设备。激光雷达(LightDetectionAndRanging,简称"LiDAR"),顾名思义就是以激光来探测目标的雷达。我们知道波长与频率成反比,波长越长,衍射能力越强,传播的距离也就越长。Mid - 360 以 360°x59° 超广 FOV,增强移动机器人复杂环境感知力。海南单线激光雷达

参数指标:(一)视场角,视场角决定了激光雷达能够看到的视野范围,分为水平视场角和垂直视场角,视场角越大,表示视野范围越大,反之则表示视野范围越小。以图3中的激光雷达为例,旋转式激光雷达的水平视场角为360°,垂直视场角为26.9°,固态激光雷达的水平视场角为60°,垂直视场角为20°。(二)线数,线数越高,表示单位时间内采样的点就越多,分辨率也就越高,目前无人驾驶车一般采用32线或64线的激光雷达。(三)分辨率,分辨率和激光光束之间的夹角有关,夹角越小,分辨率越高。固态激光雷达的垂直分辨率和水平分辨率大概相当,约为0.1°,旋转式激光雷达的水平角分辨率为0.08°,垂直角分辨率约为0.4°。上海三维激光雷达制造物流分拣依靠激光雷达引导机械臂,快速准确分拣货物。

我们可以根据 LiDAR 能描绘出稀疏的三维世界的特点,而扫描得到的障碍物点云通常又比背景更密集,通过分类聚类的方法可以利用其进行感知障碍物。而随着深度学习带来的检测和分割技术上的突破,LiDAR 已经能做到高效的检测行人和车辆,输出检测框,即 3D bounding box,或者对点云中的每一个点输出 label,更有甚者在尝试使用 LiDAR 检测地面上的车道线。在三维目标识别的对象方面,较初研究主要针对立方体、柱体、锥体以及二次曲面等简单形体构成的三维目标。
激光雷达的应用:1、林业调绘,森林中的树木结构和高度的可视化是LiDAR应用真正成功的领域。但激光雷达真的能“穿透”树木吗?想象一下,你站在森林中间,抬头看。你能看到阳光吗?如果您可以看到光线透过,那么LiDAR也可以。当你知道树的高度和地面的高度时,你就会得到一个真正的垂直剖面,如果你真的想要一个3D植被结构,地面LiDAR也可以生成逼真的3D模型。其实,地球科学激光高度计系统(GLAS)是头一个从太空绘制森林地图的激光测距(LiDAR)仪器。2、确定土地用途,激光雷达分类代码包括地面、植被(低,中,高)、建筑、架空导线、公路、铁路和水等等,每个分类定义都来自反射的激光脉冲。甚至通过多期数据监测可以稳定地了解我们星球的动态变化,包括气候变化。激光雷达的精密设计使其能在狭小空间内准确测量。

视场角与分辨率,激光雷达视场角分为水平视场角和垂直视场角,水平视场角即为在水平方向上可以观测的角度范围,旋转式激光雷达旋转一周为 360°,所以水平视场角为 360°。垂直视场角为在垂直方向上可以观测的角度,一般为 40°。而它并不是对称均匀分布的,因为我们主要是需要扫描路面上的障碍物,而不是把激光打向天空,为了良好的利用激光,因此激光光束会尽量向下偏置一定的角度。并且为了达到既检测到障碍物,同时把激光束集中到中间感兴趣的部分,来更好的检测车辆,激光雷达的光束不是垂直均匀分布的,而是中间密,两边疏。 可以看到激光雷达的有一定的偏置,向上的角度为 15°,向下的为 25°,并且激光光束中间密集,两边稀疏。激光雷达的扫描模式多样,适应不同场景的需求。云南泰览Tele-15激光雷达
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新思科技提供的多个光学和光子学工具,可用于支持LiDAR的系统级和元件级设计:CODE V 光学设计软件,用于在LiDAR系统中设计光学接收系统。光学设计应用:在 LiDAR系统中优化接收器上的圈入能量。使用CODE V优化LiDAR中的接收光学系统,LightTools 照明设计软件能模拟雨滴、雾霾等大气环境对光信号探测造成的影响,并能获取返回光程数据以解决飞行时间计算问题。用于 LiDAR 和激光光源的功能。使用LightTools模拟LiDAR光学系统,Photonic Solutions光子方案模拟工具,能够对LiDAR系统中的多个组件进行优化设计。海南单线激光雷达