車聯(lián)網(wǎng)+機(jī)器人，智慧城市、車聯(lián)網(wǎng)等場(chǎng)景有助于催生路側(cè)激光雷達(dá)市場(chǎng)成長(zhǎng)。世界范圍來看，中國(guó)車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度較快，戰(zhàn)略化程度較高。2020 年 2 月，國(guó)家發(fā)展革新委、工信部、科技部等 11 個(gè)部委聯(lián)合印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》，提出到 2025 年，車用無線通信網(wǎng)絡(luò)（LTE-V2X 等）實(shí)現(xiàn)區(qū)域覆蓋，新一代車用無線通信網(wǎng)絡(luò)（5G-V2X）逐步開展應(yīng)用，高精度時(shí)空基準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全覆蓋。激光雷達(dá)結(jié)合智能算法，能夠提供高精度的位置、形狀、姿態(tài)等信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通狀況進(jìn)行全局性的精確把控，對(duì)車路協(xié)同功能的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。隨著智能城市、智能交通項(xiàng)目的落地，未來該市場(chǎng)對(duì)激光雷達(dá)的需求將呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。激光雷達(dá)的輕便設(shè)計(jì)使其便于攜帶和操作。天津非重復(fù)掃描激光雷達(dá)
激光雷達(dá)的工作原理：對(duì)人畜無害的紅外光束Light Pluses發(fā)射、反射和接收來探測(cè)物體。能探測(cè)的對(duì)象：白天或黑夜下的特定物體與車之間的距離。甚至由于反射度的不同，車道線和路面也是可以區(qū)分開來的。哪些物體無法探測(cè)：光束無法探測(cè)到被遮擋的物體。車用激光雷達(dá)工作原理就是蝙蝠測(cè)距用的回波時(shí)間（Time of Flight，縮寫為TOF）測(cè)量方法。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，輸出點(diǎn)云，從而呈現(xiàn)出目標(biāo)物精確的三維結(jié)構(gòu)信息。Horizon激光雷達(dá)制造商激光雷達(dá)的精密設(shè)計(jì)使其能在狹小空間內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量。
LiDAR的結(jié)構(gòu)。激光雷達(dá)主要包括激光發(fā)射、接收、掃描器、透鏡天線和信號(hào)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(diǎn)是價(jià)格低廉，體積極小，功耗極低，缺點(diǎn)是有效距離比較短，需要多級(jí)放大才能達(dá)到車用的有效距離。激光雷達(dá)主要應(yīng)用了激光測(cè)距的原理，而如何制造合適的結(jié)構(gòu)使得傳感器能向多個(gè)方向發(fā)射激光束，如何測(cè)量激光往返的時(shí)間，這便區(qū)分出了不同的激光雷達(dá)的結(jié)構(gòu)。
優(yōu)劣勢(shì)分析，優(yōu)勢(shì)：MEMS激光雷達(dá)因?yàn)閿[脫了笨重的「旋轉(zhuǎn)電機(jī)」和「掃描鏡」等機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置，去除了金屬機(jī)械結(jié)構(gòu)部件，同時(shí)配備的是毫米級(jí)的微振鏡，這較大程度上減少了MEMS激光雷達(dá)的尺寸，與傳統(tǒng)的光學(xué)掃描鏡相比，在光學(xué)、機(jī)械性能和功耗方面表現(xiàn)更為突出。其次，得益于激光收發(fā)單元的數(shù)量的減少，同時(shí)MEMS振鏡整體結(jié)構(gòu)所使用的硅基材料還有降價(jià)空間，因此MEMS激光雷達(dá)的整體成本有望進(jìn)一步降低。劣勢(shì)：MEMS激光雷達(dá)的「微振鏡」屬于振動(dòng)敏感性器件，同時(shí)硅基MEMS的懸臂梁結(jié)構(gòu)非常脆弱，外界的振動(dòng)或沖擊極易直接致其斷裂，車載環(huán)境很容易對(duì)其使用壽命和工作穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。混合固態(tài)技術(shù)賦能，Mid - 360 實(shí)現(xiàn) 360° 全向超大視場(chǎng)角感知。
當(dāng)我們用當(dāng)前幀和整個(gè)點(diǎn)云地圖進(jìn)行匹配的時(shí)候，我們便能得到傳感器在整個(gè)地圖中的位姿，從而實(shí)現(xiàn)在地圖中的定位。傳感器車規(guī)化，固態(tài)激光雷達(dá)取消了機(jī)械結(jié)構(gòu)，能夠擊中目前機(jī)械旋轉(zhuǎn)式的成本和可靠性的痛點(diǎn)，是激光雷達(dá)的發(fā)展方向。除了這兩大迫切解決的痛點(diǎn)外，目前量產(chǎn)的激光雷達(dá)探測(cè)距離不足，只能滿足低速場(chǎng)景（如廠區(qū)內(nèi)、校園內(nèi)等）的應(yīng)用。日常駕駛、高速駕駛的場(chǎng)景仍在測(cè)試過程中。當(dāng)前機(jī)械式激光雷達(dá)的價(jià)格十分昂貴，Velodyne 在售的 64/32/16 線產(chǎn)品的官方定價(jià)分別為 8 萬/4 萬/8 千美元。一方面，機(jī)械式激光雷達(dá)由發(fā)射光源、轉(zhuǎn)鏡、接收器、微控馬達(dá)等精密零部件構(gòu)成，制造難度大、物料成本較高；另一方面，激光雷達(dá)仍未大規(guī)模進(jìn)入量產(chǎn)車、需求量小，研發(fā)費(fèi)用等固定成本難以攤薄。 量產(chǎn) 100 萬臺(tái) VLP-32后，那么其售價(jià)將會(huì)降至 400 美元左右。Mid - 360 作為新選擇，讓移動(dòng)機(jī)器人在更多場(chǎng)景精確感知環(huán)境。湖南激光雷達(dá)規(guī)格
在某些領(lǐng)域，激光雷達(dá)被用于偵察和目標(biāo)識(shí)別。天津非重復(fù)掃描激光雷達(dá)
LiDAR的數(shù)據(jù)，三維點(diǎn)，對(duì)于旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)來說，得到的三維點(diǎn)便是一個(gè)很好的極坐標(biāo)系下的多個(gè)點(diǎn)的觀測(cè)，包含激光發(fā)射器的垂直俯仰角，發(fā)射器的水平旋轉(zhuǎn)角度，根據(jù)激光回波時(shí)間計(jì)算得到的距離。但 LiDAR 通常會(huì)輸出笛卡爾坐標(biāo)系下的觀測(cè)值，頭一是因?yàn)?LiDAR 在極坐標(biāo)系下測(cè)量效率高，也只是對(duì)于旋轉(zhuǎn)式 LiDAR，目前陣列式 LiDAR 也有很多。第二笛卡爾坐標(biāo)系更加直觀，投影和旋轉(zhuǎn)平移更加簡(jiǎn)潔，求解法向量，曲率，頂點(diǎn)等特征計(jì)算量小，點(diǎn)云的索引及搜索都更加高效。對(duì)于 MEMS 式激光雷達(dá)，由于一次采樣周期為一個(gè)偏振鏡旋轉(zhuǎn)周期，10hz 下采樣周期為 0.1 秒，但由于載體本身在進(jìn)行高速移動(dòng)時(shí)，我們需要對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行消除運(yùn)動(dòng)畸變，來補(bǔ)償采樣周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。天津非重復(fù)掃描激光雷達(dá)
