激光雷達(dá),也稱光學(xué)雷達(dá)(LIght Detection And Ranging)是激光探測與測距系統(tǒng)的簡稱,它通過測定傳感器發(fā)射器與目標(biāo)物體之間的傳播距離,分析目標(biāo)物體表面的反射能量大小、反射波譜的幅度、頻率和相位等信息,從而呈現(xiàn)出目標(biāo)物精確的三維結(jié)構(gòu)信息。自上世紀(jì)60年代激光被發(fā)明不久,激光雷達(dá)就大規(guī)模發(fā)展起來。而測距原理上目前主要以飛行時間(time of flight)法為主,利用發(fā)射器發(fā)射的脈沖信號和接收器接受到的反射脈沖信號的時間間隔來計算和目標(biāo)物體的距離。激光雷達(dá)在醫(yī)療領(lǐng)域被用于人體三維掃描和診斷。山西激光雷達(dá)制造
配準(zhǔn) registration,ICP 算法較早由 Chen and Medioni,and Besl and McKay 提出。其算法本質(zhì)上是基于較小二乘法的較優(yōu)配準(zhǔn)方法。該算法重復(fù)進(jìn)行選擇對應(yīng)關(guān)系點對,計算較優(yōu)剛體變換這一過程,直到根據(jù)點對的歐氏距離定義的損失函數(shù)滿足正確配準(zhǔn)的收斂精度要求。ICP 是一個普遍使用的配準(zhǔn)算法,主要目的就是找到旋轉(zhuǎn)和平移參數(shù),將兩個不同坐標(biāo)系下的點云,以其中一個點云坐標(biāo)系為全局坐標(biāo)系,另一個點云經(jīng)過旋轉(zhuǎn)和平移后兩組點云重合部分完全重疊。山西激光雷達(dá)制造覽沃 Mid - 360 混合固態(tài)技術(shù),成就 360° 全向超大視場角優(yōu)越性能。
激光雷達(dá)的應(yīng)用:1、林業(yè)調(diào)繪,森林中的樹木結(jié)構(gòu)和高度的可視化是LiDAR應(yīng)用真正成功的領(lǐng)域。但激光雷達(dá)真的能“穿透”樹木嗎?想象一下,你站在森林中間,抬頭看。你能看到陽光嗎?如果您可以看到光線透過,那么LiDAR也可以。當(dāng)你知道樹的高度和地面的高度時,你就會得到一個真正的垂直剖面,如果你真的想要一個3D植被結(jié)構(gòu),地面LiDAR也可以生成逼真的3D模型。其實,地球科學(xué)激光高度計系統(tǒng)(GLAS)是頭一個從太空繪制森林地圖的激光測距(LiDAR)儀器。2、確定土地用途,激光雷達(dá)分類代碼包括地面、植被(低,中,高)、建筑、架空導(dǎo)線、公路、鐵路和水等等,每個分類定義都來自反射的激光脈沖。甚至通過多期數(shù)據(jù)監(jiān)測可以穩(wěn)定地了解我們星球的動態(tài)變化,包括氣候變化。
激光光源,由于激光器發(fā)射的光線需要投射至整個FOV平面區(qū)域內(nèi),除了面光源可以直接發(fā)射整面光線外,點光源則需要做二維掃描覆蓋整個FOV區(qū)域,線光源需要做一維掃描覆蓋整個FOV區(qū)域。其中點光源根據(jù)光源發(fā)射的形式又可以分為EEL(Edge-Emitting Laser邊發(fā)射激光器)和VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser垂直腔面發(fā)射激光器)兩種,二者區(qū)別在于EEL激光平行于襯底表面發(fā)出(如圖1),VCSEL激光垂直于襯底表面發(fā)出(如圖2)。其中VCSEL式易于進(jìn)行芯片式陣列布置,通常使用此類光源進(jìn)行陣列式布置形成線光源(一維陣列)或面光源(二維陣列),VCSEL光源剖面圖與二維陣列光源芯片示意圖如下激光雷達(dá)以其高分辨率成像能力,在無人機地形測繪中發(fā)揮著重要作用。
調(diào)頻連續(xù)波FMCW激光雷達(dá),以三角波調(diào)頻連續(xù)波為例來介紹其測距/測速原理。藍(lán)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(fù)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(dāng)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(jié)合多普勒效應(yīng),即可計算出目標(biāo)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?dāng)_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(biāo)。激光雷達(dá)在安防領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了對入侵者的快速識別和追蹤。廣東軌旁入侵激光雷達(dá)價位
服務(wù)機器人借助激光雷達(dá)規(guī)劃路徑,實現(xiàn)室內(nèi)外自主移動。山西激光雷達(dá)制造
激光雷達(dá)的優(yōu)劣勢分析,優(yōu)勢:轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)的激光發(fā)射和接收裝置是固定的,所以即使有【旋轉(zhuǎn)機構(gòu)】,也可以把產(chǎn)品體積做小,進(jìn)而降低成本。并且旋轉(zhuǎn)機構(gòu)只有反射鏡,整體重量比較輕,電機軸承的負(fù)荷小,系統(tǒng)運行起來更穩(wěn)定,壽命更長,是符合車規(guī)量產(chǎn)的優(yōu)勢條件。劣勢:因為有【旋轉(zhuǎn)機構(gòu)】這樣的機械形式的存在,便不可避免地在長期運行之后,激光雷達(dá)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度會受到影響。其次,一維式的掃描線數(shù)少,掃描角度不能到360度。山西激光雷達(dá)制造