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,幫助收集天氣數據,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地圖。體育賽事上激光雷達追蹤運動員,輔助賽事分析評估。北京傲覽Avia激光雷達制造
LiDAR的結構。激光雷達主要包括激光發射、接收、掃描器、透鏡天線和信號處理電路組成。激光發射部分主要有兩種,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常火熱的垂直腔面發射(VCSEL)(比如 iPhone 上的 LiDAR),VCSEL 的優點是價格低廉,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射激光束,如何測量激光往返的時間,這便區分出了不同的激光雷達的結構。無人礦車激光雷達廠家激光雷達在考古發掘中用于繪制遺址的三維模型。
楔形棱鏡旋轉雷達,收發模塊的PLD(PulsedLaserDiode)發射出激光,通過反射鏡和凸透鏡變成平行光,掃描模塊的兩個旋轉的棱鏡改變光路,使激光從某個角度發射出去。激光打到物體上,反射后從原光路回來,被APD接收。與MEMSLidar相比,它可以做到很大的通光孔徑,距離也會測得較遠。與機械旋轉Lidar相比,它極大地減少了激光發射和接收的線數,降低了對焦與標定的復雜度,大幅提升生產效率,降低成本。優點:非重復掃描,解決了機械式激光雷達的線式掃描導致漏檢物體的問題;可實現隨著掃描時間增加,達到近100%的視場覆蓋率;沒有電子元器件的旋轉磨損,可靠性更高,符合車規。缺點:單個雷達的FOV較小,視場覆蓋率取決于積分時間;獨特的掃描方式使其點云的分布不同于傳統機械旋轉Lidar,需要算法適配。
優劣勢分析:優點:FLASH激光雷達較大的優勢在于可以一次性實現全局成像來完成探測,且成像速度快。體積小,易安裝,易融入車的整體外觀設計。設計簡潔,元件極少,成本低。信號處理電路簡單,消耗運算資源少,整體成本低。刷新頻率可高達3MHz,是傳統攝像頭的10萬倍,實時性好,因此易過車規。缺點:不過FLASH激光單點面積比掃描型激光單點大,因此其功率密度較低,進而影響到探測精度和探測距離(低于50米)。要改善其性能,需要使用功率更大的激光器,或更先進的激光發射陣列,讓發光單元按一定模式導通點亮,以取得掃描器的效果。Mid - 360 小巧體積,安裝布置靈活,滿足移動機器人多樣安裝需求。
激光雷達難點:當周邊環境中存在透明介質 (如潔凈水體) 時,位于透明介質內部或后方的目標能夠被測到。由于光線在透明介質中會發生折射,被測目標實際上位于折射光路上,而測量結果則位于直線光路上,測量出的目標位置會發生偏差,此外,雷達也可能會收到兩個反射回波,一個來自于透明介質內部或后方的實際目標表面的反射,另一個來自于不完全潔凈的透明介質表面的漫反射,此時的測量結果不確定,有可能是介質表面,也可能是實際目標。激光雷達的分辨率高,能夠捕捉到細微的目標特征。深圳汽車激光雷達
海洋探測中激光雷達測量海底地貌,支持海洋資源開發。北京傲覽Avia激光雷達制造
也有使用相干法,即為調頻連續波(FMCW)激光雷達發射一束連續的光束,頻率隨時間穩定地發生變化。由于源光束的頻率在不斷變化,光束傳輸距離的差異會導致頻率的差異,將回波信號與本振信號混頻并經低通濾波后,得到的差頻信號是光束往返時間的函數。調頻連續波激光雷達不會受到其他激光雷達或太陽光的干擾且無測距盲區;還可以利用多普勒頻移測量物體的速度和距離。調頻延續波 LiDAR 概念并不新穎,但是面對的技術挑戰不少,例如發射激光的線寬限制、線性調頻脈沖的頻率范圍、線性脈沖頻率變化的線性度,以及單個線性調頻脈沖的可復制性等。北京傲覽Avia激光雷達制造