自动驾驶汽车使用的激光雷达,都有哪些种类?

自动驾驶汽车使用的激光雷达,都有哪些种类?,第1张

激光雷达有很多种类型。 按功能分类:

激光测距雷达

激光测距雷达是通过对被测物体发射激光光束,并接收该激光光束的反射波,记录该时间差,来确定被测物体与测试点的距离。传统上,激光雷达可用于工业的安全检测领域,如科幻片中看到的激光墙,当有人闯入时,系统会立马做出反应,发出预警。另外,激光测距雷达在空间测绘领域也有广泛应用。但随着人工智能行业的兴起,激光测距雷达已成为机器人体内不可或缺的核心部件,配合SLAM技术使用,可帮助机器人进行实时定位导航,,实现自主行走。思岚科技研制的rplidar系列配合slamware模块使用是目前服务机器人自主定位导航的典型代表,其在25米测距半径内,可完成每秒上万次的激光测距,并实现毫米级别的解析度。

激光测速雷达

激光测速雷达是对物体移动速度的测量,通过对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距,从而得到该被测物体的移动速度。

激光雷达测速的方法主要有两大类,一类是基于激光雷达测距原理实现,即以一定时间间隔连续测量目标距离,用两次目标距离的差值除以时间间隔就可得知目标的速度值,速度的方向根据距离差值的正负就可以确定。这种方法系统结构简单,测量精度有限,只能用于反射激光较强的硬目标。

另一类测速方法是利用多普勒频移。多普勒频移是指目标与激光雷达之间存在相对速度时,接收回波信号的频率与发射信号的频率之间会产生一个频率差,这个频率差就是多普勒频移。

激光成像雷达

激光成像雷达可用于探测和跟踪目标、获得目标方位及速度信息等。它能够完成普通雷达所不能完成的任务,如探测潜艇、水雷、隐藏的军事目标等等。在军事、航空航天、工业和医学领域被广泛应用。

大气探测激光雷达

大气探测激光雷达主要是用来探测大气中的分子、烟雾的密度、温度、风速、风向及大气中水蒸气的浓度的,以达到对大气环境进行监测及对暴风雨、沙尘暴等灾害性天气进行预报的目的。

跟踪雷达

跟踪雷达可以连续的去跟踪一个目标,并测量该目标的坐标,提供目标的运动轨迹。不仅用于火炮控制、导d制导、外d道测量、卫星跟踪、突防技术研究等,而且在气象、交通、科学研究等领域也在日益扩大。

按工作介质分类:

固体激光雷达

固体激光雷达峰值功率高,输出波长范围与现有的光学元件与器件,输出长范围与现有的光学元件与器件(如调制器、隔离器和探测器)以及大气传输特性相匹配等,而且很容易实现主振荡器-功率放大器(MOPA)结构,再加上效率高、体积小、重量轻、可靠性高和稳定性好等导体,固体激光雷达优先在机载和天基系统中应用。近年来,激光雷达发展的重点是二极管泵浦固体激光雷达。

气体激光雷达

气体激光雷达以CO2激光雷达为代表,它工作在红外波段 ,大气传输衰减小,探测距离远,已经在大气风场和环境监测方面发挥了很大作用,但体积大,使用的中红外 HgCdTe探测器必须在77K温度下工作,限制了气体激光雷达的发展。

半导体激光雷达

半导体激光雷达能以高重复频率方式连续工作,具有长寿命,小体积,低成本和对人眼伤害小的优点,被广泛应用于后向散射信号比较强的Mie散射测量,如探测云底高度。半导体激光雷达的潜在应用是测量能见度,获得大气边界层中的气溶胶消光廓线和识别雨雪等,易于制成机载设备。

被世人熟悉的半导体目前在电子照明,移动通信,航空航天等领域都有着非常广泛巨大的应用。

科学家把自然界中的物质,划分为三个部分。一部分是导电性能比较好的导体,另一部分是不能导电的绝缘体。介于导体和绝缘体之间的,就是半导体。半导体会随着温度和光线的变化而呈现出不同的功能,目前已经被广泛应用在各行各业当中。

比如目前很多汽车上的防撞雷达就是通过半导体的毫米波段来进行工作。现在社会发展,汽车的需求量越来越大,几乎是家家户户都必备的出行工具,人们为了自身安全考虑,基本都会配备防撞雷达,因此这是一个十分巨大的半导体市场。

还有手机和笔记本电脑方面的飞速发展,都需要用半导体来储存数据,进行无线连接。现在的人都离不开手机,随处可见低头族,刷微博、看抖音、日常追剧,这些都离不开半导体发挥的巨大作用,这部分市场应用也很可观。

半导体的应用中,最广泛的就是二极管,也就是人们常说的LED。它的优点是体积小,耗电少,寿命长,而且非常环保。生活中的方方面面都离不开它,手机背光,家里的台灯,路上的路灯,商家的招牌,城市的灯光秀,追星女孩的灯牌......可以说二极管在生活中无处不在。

目前正在引起新一代的能源技术发展,新型半导体的成本会更加低廉,性能会更加卓越。让人期待的是即将到来的5g时代,数据传输会越来越快捷,资讯的发展速度也会随着增加。这些更是需要大量的半导体作为数据处理的支撑,可以预见的是,半导体市场非常有潜力。

1、按照发射波形分类:连续型、脉冲型2、按照探测方式分类:直接探测、相干探测3、按照光束控制方式分类:机械式、固态4、按照线数分类:单线激光雷达,多线激光雷达5、按照工作介质分类:半导体激光雷达、固体激光雷达、气体激光雷达6、按照载荷平台分类:车载激光雷达、机载激光雷达、星载激光雷达


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