調(diào)頻連續(xù)波FMCW激光雷達,以三角波調(diào)頻連續(xù)波為例來介紹其測距/測速原理。藍色為發(fā)射信號頻率,紅色為接收信號頻率,發(fā)射的激光束被反復調(diào)制,信號頻率不斷變化。激光束擊中障礙物被反射,反射會影響光的頻率,當反射光返回到檢測器,與發(fā)射時的頻率相比,就能測量兩種頻率之間的差值,與距離成比例,從而計算出物體的位置信息。FMCW的反射光頻率會根據(jù)前方移動物體的速度而改變,結合多普勒效應,即可計算出目標的速度。優(yōu)點:每個像素都有多普勒信息,含速度信息;解決Lidar間串擾問題;不受環(huán)境光影響,探測靈敏度高;缺點:不能探測切向運動目標。在某些領域,激光雷達被用于偵察和目標識別。車載激光雷達供應
國外廠商在激光器和探測器行業(yè)耕耘較久,產(chǎn)品的成熟度和可靠性上有更多的實踐經(jīng)驗和優(yōu)勢,客戶群體也更為普遍。國內(nèi)廠商近些年發(fā)展迅速,產(chǎn)品性能已經(jīng)基本接近國外供應鏈水平,并已經(jīng)有通過車規(guī)認證(AEC-Q102)的國產(chǎn)激光器和探測器出現(xiàn),元器件的車規(guī)化是車規(guī)級激光雷達實現(xiàn)的基礎,國內(nèi)廠商能夠滿足這一需求。相比國外廠商,國內(nèi)廠商在產(chǎn)品的定制化上有較大的靈活性,價格也有一定優(yōu)勢。光學部件方面,激光雷達公司一般為自主研發(fā)設計,然后選擇行業(yè)內(nèi)的加工公司完成生產(chǎn)和加工工序。光學部件國內(nèi)廠商的技術水平已經(jīng)完全達到或超越國外供應鏈的水準,且有明顯的成本優(yōu)勢,已經(jīng)可以完全替代國外供應鏈和滿足產(chǎn)品加工的需求。北京微波激光雷達價位激光雷達在智能交通信號燈控制中實現(xiàn)了車輛流量的精確感知。
要知道光速是每秒30萬公里。要區(qū)分目標厘米級別的精確距離,那對傳輸時間測量分辨率必須做到1納秒。要如此精確的測量時間,因此對應的測量系統(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,激光雷達并不是單獨運作的,一般是由激光發(fā)射器、接收器和慣性定位導航三個主要模塊組成。當激光雷達工作的時候,會對外發(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感知的時間就可以測出障礙物的距離,再結合實時GPS、慣性導航信息與計算激光雷達發(fā)射出去角度,系統(tǒng)就可以得到前方物體的坐標方位和距離信息。
LiDAR 技術的其它應用,LiDAR 的應用范圍普遍而多樣。在大氣科學中,LiDAR已被用于檢測多種大氣成分。已經(jīng)應用于表征大氣中的氣溶膠,研究高層大氣風,剖面云,幫助收集天氣數(shù)據(jù),以及其它許多應用場合。在天文學中,LiDAR已被用于測量距離,包括遠距離物體(例如月球)和近距離物體。實際上,LiDAR是將地月距離測量的精度提高到毫米級的關鍵設備。LiDAR還在天文學應用中用于建立導星。在考古學中,LiDAR已被用于繪制茂密森林樹冠下的古代交通系統(tǒng)地圖。激光雷達在建筑施工中用于精確測量和定位。
LiDAR的結構。激光雷達主要包括激光發(fā)射、接收、掃描器、透鏡天線和信號處理電路組成。激光發(fā)射部分主要有兩種,一種是激光二極管,通常有硅和砷化鎵兩種基底材料,再有一種就是目前非?;馃岬拇怪鼻幻姘l(fā)射(VCSEL)(比如 iPhone 上的 LiDAR),VCSEL 的優(yōu)點是價格低廉,體積極小,功耗極低,缺點是有效距離比較短,需要多級放大才能達到車用的有效距離。激光雷達主要應用了激光測距的原理,而如何制造合適的結構使得傳感器能向多個方向發(fā)射激光束,如何測量激光往返的時間,這便區(qū)分出了不同的激光雷達的結構。激光雷達在環(huán)境監(jiān)測中用于監(jiān)測大氣污染物的濃度。北京微波激光雷達價位
激光雷達的集成度高,便于安裝在各種平臺上。車載激光雷達供應
1951年,美國物理學家Purcel(珀賽爾)在用微波波譜學的方法制定核磁矩的同時,意外地觀察到了50HZ的受激輻射,并把粒子數(shù)反轉(zhuǎn)稱為“負溫1度”狀態(tài),這使人們對玻爾茲曼分布有了更全方面也更深刻的認識。同年,美國物理學家(Townes)湯斯提出了受激輻射微波放大的設想。1954年,湯斯和她的兩個學生戈登、曹格爾一起研制成功了波長為1.25cm的氨分子振蕩器,并把它稱為受激輻射微波放大器,按其字母縮寫為MASER,簡稱脈澤。時間來到1958年,湯斯與肖洛聯(lián)名在《物理評論》上發(fā)表了論文《紅外與光激射器》,這標志著激光作為一種新事物登上了歷史舞臺。1960年,梅安研制的紅寶石激光器發(fā)出了694.3nm紅價激光,這是世界上公認的頭一臺激光器。車載激光雷達供應