貴州單線激光雷達(dá)

1951年，美國(guó)物理學(xué)家Purcel(珀賽爾)在用微波波譜學(xué)的方法制定核磁矩的同時(shí)，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(fù)溫1度”狀態(tài)，這使人們對(duì)玻爾茲曼分布有了更全方面也更深刻的認(rèn)識(shí)。同年，美國(guó)物理學(xué)家(Townes)湯斯提出了受激輻射微波放大的設(shè)想。1954年，湯斯和她的兩個(gè)學(xué)生戈登、曹格爾一起研制成功了波長(zhǎng)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(xiě)為MASER，簡(jiǎn)稱脈澤。時(shí)間來(lái)到1958年，湯斯與肖洛聯(lián)名在《物理評(píng)論》上發(fā)表了論文《紅外與光激射器》，這標(biāo)志著激光作為一種新事物登上了歷史舞臺(tái)。1960年，梅安研制的紅寶石激光器發(fā)出了694.3nm紅價(jià)激光，這是世界上公認(rèn)的頭一臺(tái)激光器。激光雷達(dá)在地質(zhì)勘探中實(shí)現(xiàn)了對(duì)地下礦藏的精確定位。貴州單線激光雷達(dá)

當(dāng)前所面臨的挑戰(zhàn)在于如何區(qū)分來(lái)自周邊其他LiDAR設(shè)備的信號(hào)，而各種信號(hào)調(diào)制和隔離方法也正在積極研發(fā)中。LiDAR系統(tǒng)的成本和維護(hù)——這類系統(tǒng)相比一些替代技術(shù)所使用的傳感器類型更加昂貴，當(dāng)然持續(xù)不斷的開(kāi)發(fā)工作也在積極進(jìn)行，為滿足其大規(guī)模使用的需要而開(kāi)發(fā)生產(chǎn)成本更低的系統(tǒng)。抑制非目標(biāo)對(duì)象的回波——類似于抑制之前提到的大氣虛假信號(hào)。但是這也可能會(huì)出現(xiàn)在空氣質(zhì)量良好的情況下。應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)通常涉及在不同的目標(biāo)距離處，以及在LiDAR接收器的視場(chǎng)范圍之內(nèi)使光束尺寸盡可能更小。河北國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)服務(wù)機(jī)器人借助激光雷達(dá)規(guī)劃路徑，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外自主移動(dòng)。

激光雷達(dá)按照測(cè)距方法可以分為飛行時(shí)間（TimeofFlight，ToF）測(cè)距法、基于相干探測(cè)FMCW測(cè)距法、以及三角測(cè)距法等，其中ToF與FMCW能夠?qū)崿F(xiàn)室外陽(yáng)光下較遠(yuǎn)的測(cè)程（100～250m），是車載激光雷達(dá)的好選擇方案。ToF是目前市場(chǎng)車載中長(zhǎng)距激光雷達(dá)的主流方案，未來(lái)隨著FMCW激光雷達(dá)整機(jī)和上游產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，ToF和FMCW激光雷達(dá)將在市場(chǎng)上并存。根據(jù)激光雷達(dá)按測(cè)距方法分類：ToF法：通過(guò)直接測(cè)量發(fā)射激光與回波信號(hào)的時(shí)間差，基于光在空氣中的傳播速度得到目標(biāo)物的距離信息，具有響應(yīng)速度快、探測(cè)精度高的優(yōu)勢(shì)。FMCW法：將發(fā)射激光的光頻進(jìn)行線性調(diào)制，通過(guò)回波信號(hào)與參考光進(jìn)行相干拍頻得到頻率差，從而間接獲得飛行時(shí)間反推目標(biāo)物距離。FMCW激光雷達(dá)具有可直接測(cè)量速度信息以及抗干擾（包括環(huán)境光和其他激光雷達(dá)）的優(yōu)勢(shì)。

反射強(qiáng)度，LiDAR 返回的每個(gè)數(shù)據(jù)中，除了根據(jù)速度和時(shí)間計(jì)算出的反射強(qiáng)度其實(shí)是指激光點(diǎn)回波功率和發(fā)射功率的比值。而激光的反射強(qiáng)度根據(jù)現(xiàn)有的光學(xué)模型，可以較好的刻畫(huà)為以下模型。我們可以看到，激光點(diǎn)的反射率和距離的平方成反比，和物體的入射角成反比。入射角是入射光線與物體表面法線的夾角。時(shí)間戳和編碼信息，LiDAR 通常從硬件層面支持授時(shí)，即有硬件 trigger 觸發(fā) LiDAR 數(shù)據(jù)，并支持給這一幀數(shù)據(jù)打上時(shí)間戳。通常會(huì)提供支持三種時(shí)間同步接口，IEEE 15882008同步，遵循精確時(shí)間協(xié)議，通過(guò)以太網(wǎng)對(duì)測(cè)量以及系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)精確的時(shí)鐘同步。激光雷達(dá)的設(shè)計(jì)優(yōu)化提高了其在復(fù)雜環(huán)境中的可靠性。

脈沖同步（PPS），脈沖同步通過(guò)同步信號(hào)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。GPS同步（PPS+UTC），通過(guò)同步信號(hào)線和 UTC 時(shí)間（GPS 時(shí)間）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。然后我們從 LiDAR 硬件得到一串?dāng)?shù)據(jù)包，需要過(guò)一次驅(qū)動(dòng)才能將其解析成點(diǎn)云通用的格式，如 ROSMSG 或者 pcl 點(diǎn)云格式，以目前較普遍的旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)為例，其數(shù)據(jù)為 10hz，即 LiDAR 在 0.1s 時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)一圈，并將硬件得到的數(shù)據(jù)按照不同角度切成不同的 packet，以下便是一個(gè) packet 數(shù)據(jù)包定義示意圖。每一個(gè) packet 包含了當(dāng)前扇區(qū)所有點(diǎn)的數(shù)據(jù)，包含每個(gè)點(diǎn)的時(shí)間戳，每個(gè)點(diǎn)的 xyz 數(shù)據(jù)，每個(gè)點(diǎn)的發(fā)射強(qiáng)度，每個(gè)點(diǎn)來(lái)自的激光發(fā)射機(jī)的 id 等信息。消防救援依靠激光雷達(dá)在濃煙中定位，引導(dǎo)滅火救援。浙江連續(xù)波激光雷達(dá)渠道

為服務(wù)機(jī)器人規(guī)劃路徑，助其在室內(nèi)外自主移動(dòng)作業(yè)。貴州單線激光雷達(dá)

楔形棱鏡旋轉(zhuǎn)雷達(dá)，收發(fā)模塊的PLD（PulsedLaserDiode）發(fā)射出激光，通過(guò)反射鏡和凸透鏡變成平行光，掃描模塊的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)的棱鏡改變光路，使激光從某個(gè)角度發(fā)射出去。激光打到物體上，反射后從原光路回來(lái)，被APD接收。與MEMSLidar相比，它可以做到很大的通光孔徑，距離也會(huì)測(cè)得較遠(yuǎn)。與機(jī)械旋轉(zhuǎn)Lidar相比，它極大地減少了激光發(fā)射和接收的線數(shù)，降低了對(duì)焦與標(biāo)定的復(fù)雜度，大幅提升生產(chǎn)效率，降低成本。優(yōu)點(diǎn)：非重復(fù)掃描，解決了機(jī)械式激光雷達(dá)的線式掃描導(dǎo)致漏檢物體的問(wèn)題；可實(shí)現(xiàn)隨著掃描時(shí)間增加，達(dá)到近100％的視場(chǎng)覆蓋率；沒(méi)有電子元器件的旋轉(zhuǎn)磨損，可靠性更高，符合車規(guī)。缺點(diǎn)：?jiǎn)蝹€(gè)雷達(dá)的FOV較小，視場(chǎng)覆蓋率取決于積分時(shí)間；獨(dú)特的掃描方式使其點(diǎn)云的分布不同于傳統(tǒng)機(jī)械旋轉(zhuǎn)Lidar，需要算法適配。貴州單線激光雷達(dá)