固态激光雷达概念?

admin 泰里仪器网 2024-11-25 00:28 0 阅读

一、固态激光雷达概念?

理论上来说,固态激光雷达是完全没有移动部件的雷达,光相控阵(Optical Phased Array)及Flash是其典型技术路线,也被认为是纯固态激光雷达方案。

二、固态激光雷达和激光雷达的区别?

根据有无机械部件来分,激光雷达可分为机械激光雷达和固态激光雷达。固态激光雷达则无需机械旋转部件,主要依靠电子部件来控制激光发射角度,机械激光雷达带有控制激光发射角度的旋转部件。机械激光雷达主要由光电二极管、MEMS反射镜、激光发射接受装置等组成,其中机械旋转部件是指可360°控制激光发射角度的MEMS发射镜。

固态激光雷达则与机械激光雷达不同,它通过光学相控阵列(OpticalPhasedArray)、光子集成电路(PhotonicIC)以及远场辐射方向图(FarFieldRadiationPattern)等电子部件代替机械旋转部件实现发射激光角度的调整。

由于内部结构有所差别,两种激光雷达的大小也不尽相同,机械激光雷达体积更大,总体来说价格更为昂贵,但测量精度相对较高。而固态激光雷达尺寸较小,成本低,但测量精度相对会低一些。

此外,相比固态激光雷达,机械激光雷达有一个更为明显的优势就是其360°视场,可以在机器人或汽车的顶部固定安装一个激光雷达,便可360°感知周围环境,反观固态激光雷达,需要固定在某些适当的位置,视场角一般在120°以内,因此,如应用于无人车中,至少需要用到4台才能达到机械式激光雷达一样的覆盖范围,数量越多,也意味着成本越高。

固态激光雷达还有另一个不大明显的优势,人眼安全法规允许运动的激光源发射比固定激光源更高的功率。

所有1级安全系统的设计必须确保人员不眨眼直视激光设备数秒钟,仍然不会受到伤害。

当采用固态扫描单元时,如果人眼处于激光扫描器几英寸的地方,可能会导致100%的激光射入眼内。但是如果采用机械激光雷达时,激光只集中于某个特定的方向,只有360°旋转的一小部分。因此,机械激光雷达可以为每个激光脉冲提供更高的功率,而不会造成眼睛损伤。这样可以更容易地检测到返射光,因此在可预见的未来,机械激光雷达可能要比固态激光雷达具有更大的探测范围优势。

同时,大部分领先的固态激光雷达设计,都面临着“远距离探测”这个显著的挑战。

MEMS系统中的微型扫描镜能投射的激光量有限。这使得远处物体反射激光束并被探测的难度很大。光学相控阵方案相对于其它技术,产生的光束发散性更大,因此很难兼顾长距离、高分辨率和宽视场。

而对于泛光成像激光雷达,每次发射的光线会散布在整个视场内,这意味着只有一小部分激光会投射到某些特定点。此外,光电探测器阵列中的每个像素都必须非常小,限制了它可以捕捉的反射光量。

三、半固态激光雷达寿命?

半固态激光雷达的寿命取决于多种因素,包括但不限于以下几点:

1. 激光器寿命:激光器是激光雷达的核心组件之一,它的寿命会对整个雷达的寿命产生重要影响。激光器的寿命受到多种因素的影响,包括使用条件、工作温度、频率和功率的使用等。

2. 材料和组件寿命:半固态激光雷达中的其他材料和组件,如光学元件、探测器、电子元件等,也会随着时间和使用而发生老化,从而影响整个雷达的寿命。

3. 工作环境:激光雷达的工作环境对其寿命有重要影响。如果在恶劣的环境中使用,如高温、低温、潮湿、灰尘或强烈的震动环境,可能会加速雷达的老化或损坏。

4. 维护和保养:适当的维护和保养可以延长激光雷达的寿命。定期检查、清洁和校准激光雷达,确保其正常工作状态,可以减少故障和损坏的风险。

需要注意的是,半固态激光雷达的寿命是一个相对概念,不同制造商、不同型号的雷达寿命会有所不同。通常情况下,制造商会提供有关激光雷达寿命的相关信息。如果你具体使用某款半固态激光雷达,建议参考其产品说明书或联系制造商以获取更准确的寿命信息。

四、半固态激光雷达和固态的区别?

它们最大的区别是是否包含机械旋转的部件。

非固态激光雷达通常是指传统的机械旋转式激光雷达,它可以实现360°无死角的扫描范围,并可以在增加线数的情况下,实现更高精度和分辨率的建模效果,缺点就是尺寸过大,调试复杂,成本过高。

固态激光雷达由于不存在旋转的机械结构,所有的激光探测水平和垂直视角都是通过电子方式实现的,因此其体积小,并且由于装配调试可以实现自动化,能够量产大幅降低成本,也提高了设备的耐用性,固态激光雷达是必然的技术发展路线。

固态激光雷达目前有三种主要的技术路径:

MEMS(微机电系统):系统通过在硅基芯片上集成的MEMS 微振镜来代替传统的机械式旋转装置,由微振镜反射激光形成较广的扫描角度和较大的扫描范围。典型企业和产品:Velodyne 的Velarray 系列,LeddarTech,innoluce,Innoviz,Fujitsu, Toyota,Draper。

2. 相控阵技术:光学相控阵OPA 固态激光雷达原理是多处振动产生的波相互叠加,有的方向互相增强,有的方向抵消,采用多个光源组成阵列,通过控制各光源发射的时间差,可以合成角度灵活、精密可控的主光束。典型企业和产品:Quanergy 的S3,Blackmore, Strobe。

3. 3D Flash LiDAR::3D Flash 激光雷达以一次脉冲向全视野发射,利用飞行时间成像仪接收反射信号并成像,发射的激光波长是关键因素。如果使用905nm,虽然成本较低,但功率受

限,因此探测距离不够远

五、ouster是固态激光雷达吗?

是的,Ouster是一家美国公司,专注于生产固态激光雷达(solid-state lidar)产品。与传统的机械转动式激光雷达不同,固态激光雷达采用无机芯片作为源头,通过电子控制技术来实现扫描和数据采集。相比于机械激光雷达,固态激光雷达具有更高的可靠性、更快的响应速度和更小的体积等优势。

Ouster公司生产的固态激光雷达产品主要应用于自动驾驶、机器人和工业自动化等领域。其产品包括OS-1、OS-2和OS-3等多个系列,能够提供不同精度和距离的测量数据,以满足不同应用场景的需求。

总之,Ouster是一家专注于生产固态激光雷达产品的公司,其产品具有高可靠性、高精度、快速响应等特点,在自动驾驶、机器人和工业自动化等领域得到了广泛应用。

六、激光雷达传感器作用?

激光雷达传感器犹如人类的眼睛,是一种可以探测物体精确位置的传感器,其主要是通过对目标物发射激光信号,再根据从物体反射回来的信号时间差来计算这段距离,然后再发射激光的角度来确定物体和发射器的角度,从而得出物体与发射器的相对位置。

七、4d固态激光雷达是什么?

当Luminar、Innoviz等同行正在奔赴传统“3D激光雷达”前装量产赛道之时,Aeva正在开拓一种可能改变未来游戏规则的新型“4D激光雷达”,在原有3D基础上增加第四个维度——速度。

目前,大多数激光雷达都是基于飞行时间(ToF)技术来做测距。ToF LiDAR本质上是发送多个激光脉冲,并测量这些脉冲返回传感器需要的时间,从而间接获得周围障碍物的距离。

Aeva公司采用的连续调频波(FMCW)的技术,与ToF路线不同,主要通过发送和接收连续激光束,并测量发送和接收的频率差异,来测量物体的距离。换句话说,ToF使用时间来测量距离,而FMCW使用频率来测量距离。

这其中,ToF发送的激光脉冲是受噪声影响的波动信号,不能直接捕获速度信息。而FMCW提供连续激光束,提供的流体信号噪声明显更小,可以同时捕获速度信息。

在成本方面,FMCW的优势在于,它利用了光子学和通讯技术的产业链成熟度,使其达到更高的性能水平。比如,更低成本的光电探测器,而ToF经常使用APD和其他更昂贵的探测器。

八、华为激光雷达用固态激光器吗?

是的

华为2020年12月21日发布的MEMS混合固态激光雷达,采用905nm激光器,分辨率为96线,拥有全视场景150米的测距能力,大视野120x 25,满足城区、高速等场景的人、车测距需求;全视野中,水平、垂直线束均匀分布,不存在拼接、抖动等情况,形成稳定的点云对后端感知算法友好;小体积,满足前装量产车型需求。

九、激光雷达传感器具有哪些优缺点?

优点:

1. 高精度:激光雷达传感器可以实现高精度的测量,其测量误差通常在几毫米以内。

2. 高分辨率:激光雷达传感器可以实现高分辨率的测量,可以检测到物体的细节和轮廓。

3. 长测距:激光雷达传感器可以实现长距离的测量,可以检测到几百米甚至几千米外的物体。

4. 不受光照影响:激光雷达传感器不受光照影响,可以在任何光照条件下正常工作。

5. 可靠性高:激光雷达传感器具有高可靠性,可以在恶劣的环境下正常工作。

缺点:

1. 成本高:激光雷达传感器的成本相对较高,不适合低成本应用。

2. 重量大:激光雷达传感器的重量较大,不适合轻量化应用。

3. 无法穿透透明物体:激光雷达传感器无法穿透透明物体,如玻璃、水等。

4. 受天气影响:激光雷达传感器在雨雪、雾等天气条件下的测量精度会受到影响。

十、什么是激光雷达传感器的频率?

扫描频率是转速的意思,10Hz就是一秒转10圈。

激光雷达输出的图像也被称为“点云”图像,相邻两个点之间的夹角就是角分辨率。

一幅点云图像代表一帧,对应到激光雷达内部就是电机旋转一圈完成扫描。帧率即代表一秒钟内激光雷达电机旋转的圈数,也就是每秒钟完成一圈扫描的次数。

The End
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