激光雷达(第四稿)
在今年年初的 CES 上,来自森 尼维尔的 Quanergy Systems 公 司就展示了一款专为自动驾驶车 辆开发的固态激光雷达原型产品。 该激光雷达利用光相控阵来散播 激光脉冲,这样一来整个系统就 不用一直处于旋转状态了。 Quanergy 预计这款激光雷达的 价格最低能降至 250 美元, 2017 年初就能投入使用
对于未来的雷达等感应系统,固态化、小型化和廉价化是其 发展趋势,同时高清地图、V2X(所谓V2V,,意为vehicle to vehicle,即车对车的信息交换。另外还有V2X,即车对外 界的信息交换。车联网通过整合全球定位系统(GPS)导航 技术、车对车交流技术、无线通信及远程感应技术奠定了新 的汽车技术发展方向,实现了手动驾驶和自动驾驶的兼容。) 和算法等软实力的发展也是非常重要的。 从当前的辅助驾驶系统过渡到半自动驾驶和自动驾驶,势必 需要多种视觉与感知技术结合发展。
与此同时,有两家新创公 司也在低成本激光雷达的 道路上奋勇前进,它们的 新系统预计将低至 100 美 元,而且 2018 年就能正 式面世。
其实要说最近能让人眼前一亮激光雷 达系统,还得数麻省理工的解决方案。 该方案隶属于美国国防部高级研究计 划局的电子光子异质集成项目,麻省 理工的研究人员利用硅光子学将激光 雷达系统压缩成了一个 0.5-6 毫米大 小的芯片。虽然麻省理工的原型产品 视场只有几米,但未来扩展到一百米 并不困难,最重要的是该芯片单价只 有 10 美元。
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书 名: 《激光雷达技术》(上、下册) 作 者:戴永江 出版社: 电子工业出版社
内容简介: 激光雷达技术(LiDAR)是一种全新的遥感技术,因其 高精度和高效率,在地形测绘方面得到快速发展,目前 国内已有近20套LiDAR系统。本文主要研究LiDAR技术 在铁路勘察设计工程中的应用内容、产品与效果,在此 基础上与传统的航空摄影测量方法进行了比较,证明 LiDAR技术在铁路勘察设计的可行性与优越性。
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《激光雷达》 基本信息 图书照片图册 图书名称:《激光雷达》 作者:熊辉丰 主编 出版社:中国宇航出版社 出版时间:2007年1月 内容简介 本书对激光雷达的设计做了较系统的论述,内容涉及激 光雷达总体、发射、接收、跟踪测角、测距和制导各部 分。本书可供从事激光雷达、制导、测量方面的科技人 员使用,也可作为高等院校有关专业的本科生、研究生 和教师的参考书。
市场对小型化、低成本固态激 光雷达需求量大得惊人,单单 是今年 8 月, Quanergy 就 拿到了 9000 万美元的投资, 其估值 亿美元。 厂商们投入巨资就是为了在未 来几年内拿出售价 100 美元 左右的激光雷达解决方案。
CO2激光器
月基光学望远镜
光电探测器
纠偏跟踪架
激光雷达的现状和优点
2
直接探测型
相干探测型
激光雷达种类
根据探测技术的不同,激光雷达可 以分为直接探测型和相干探测型两 种。 其中直接探测型激光雷达采 用脉冲振幅调制技术(AM),且 不需要干涉仪。相干探测型激光 雷达可用外差干涉,零拍干涉或失 调零拍干涉,相应的调谐技术分别 为脉冲振幅调制,脉冲频率调制 (FM)或混合调制。 按工作方式可分为脉冲激光雷达和 连续波激光雷达。 按照不同功能,激光雷达可分为跟 踪雷达,运动目标指示雷达,流速 测量雷达,风剪切探测雷达,目标 识别雷达,成像雷达及振动传感雷 达等。
隐蔽性好、抗有源 干扰能力强
分辨率高
激光直线传播、方向性好、光 束非常窄,只有在其传播路径 上才能接收到,因此敌方截获 非常困难,且激光雷达的发射 系统口径很小,可接收区域窄, 有意发射的激光干扰信号进入 接收机的概率极低;另外,与 微波雷达易受自然界广泛存在 的电磁波影响的情况不同,自 然界中能对激光雷达起干扰作 隐蔽性强 低空探测性能好 体积小质量轻 用的信号源不多,因此激光雷 达抗有源干扰的能力很强,适 于工作在日益复杂和激烈的信 息战环境中。
福特,沃尔沃
无人驾驶汽车均配备了激光雷达、谷歌致力于激光雷达的研发 和商业化 向硅谷激光雷达技术厂 商Velodyne LiDAR投 资1.5亿美元用以加速下 一代激光雷达的开发和 制造
特斯拉
最重要的元器件就是这 个不起眼的激光传感器
激光雷达目前应 用及企业重视情 况
我国现状
目前我国车载三维激光雷达 市场将近十亿元,赛迪顾问 预测2030年中国车载三维激 光雷达市场规模有望接近百 亿元,届时车载三维激光雷 达成本将降至千元左右。随 着业界对激光雷达重要性的 认知不断深入,以及无人驾 驶庞大需求的释放,未来将 有更多资本、资源投入到激 光雷达领域,相关产业链爆 发在即。
关于激光雷达 的研究报告
报告目录
NO.1
激光雷达的原理
NO.3 NO.2
激光雷达的应用和重要性
激光雷达的现状和优点
NO.4 未来的发展前景
激光雷达的原理
1
1.激光器发出激光到 达目标 2.激光在目标上发生 散射 3.部分散射光被探测 器接收 4.内置信息处理器对 收集到的光信号进行 转变与分析
低空探测性能好
微波雷达由于存在各种地物回 波的影响,低空存在有一定区 域的盲区。而对于激光雷达来 说,只有被照射的目标才会产 生反射,完全不存在地物回波 的影响,因此可以“零高度”工 作,低空探测性能较微波雷达 强了许多。
分辨率高 隐蔽性强 低空探测率高
通常普通微波雷达的体积庞大, 整套系统质量数以吨记,光天 线口径就达几米甚至几十米。 而激光雷达就要轻便、灵巧得 多,发射望远镜的口径一般只 有厘米级,整套系统的质量最 小的只有几十公斤,架设、拆 收都很简便。而且激光雷达的 结构相对简单,维修方便,操 纵容易,价格也较低。 隐蔽性强 低空探测性能好 体积小质量轻
100美元 8万 美元
公司生产的,谷歌也曾用过。Velodyne过去生产的激光 雷达,定价高达七万美元,这相当于两辆汽车的价格。 后来,该公司推出了一种价格低于三万美元的新型激光 雷达,使用较少的激光束。现有的激光雷达传感器价格 过高,无人驾驶汽车上使用的最先进的激光雷达单价超 过8万美元,最便宜的也达到8000美元。
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DTM(Digital Terrain Model)建模技术 DTM建模技术起初是用于高速公路建设的,他的技术核心 就是利用三维激光扫描仪等设备扫描出的“点云”通过适当的 软件处理来形成的三维模型(主要是将点连成线或者面)。 这个过程可以叫渲染(用过PHOTOSHOP的应该对渲染有 直观的理解),也可以叫表面处理。随着科技的发展,在使 用三维激光扫描仪扫描的过程中我们还可以将照相机与激光 扫描仪同步,那么在一次扫描就可以得到“点云”和表面的 “照片”两种信息。然后在使用软件将这两种信息进行拟合, 就得到了真正的被测量的目标的三维模型。这种技术在现今 数字化的时代有着非常重要的意义。比如现在很热的世博会 的三维展馆,之前的乐山大佛三维数字模型,数字山海关等, 都是使用如此的技术做出来的。拨开神秘的面纱,从原理上 讲,其实是很容易的。
激光雷达的重要性
3
安全性
智能性
便利性
未来的发展前景
4
发展前景
激光雷达的高价确实让普通车望而却步。不过,目前已 一辆特斯拉的价格不过66万,而激光雷达的价格超过70 经有开发商在开发廉价版激光雷达Technologies的以色列初创公司站了出来。他们 上,使晰度的固L)。这款激光雷达将会拥有更强大的性能以及 去年的价格是 10万美元,约合人民币50万元,周围还有 更小的体积。外形方面,新款激光雷达的长宽高都不会 数个16线激光雷达,价格同样不菲。激光发射器线束越 超过 5厘米。更重要的是,innoviz将会把它的售价控制在 多,每秒采集的点云数据就越多。当然,线束越多,也 1分辨率高
分辨率高
激光雷达可以获得极高的角度、 距离和速度分辨率。通常角分 辨率不低于0.1mard也就是说 可以分辨3km距离上相距0.3m 的两个目标,并可同时跟踪多 个目标;距离分辨率可达0.lm; 速度分辨率能达到10m/s以内。 距离和速度分辨率高,意味着 可以利用距离——多谱勒成像 技术来获得目标的清晰图像。 隐蔽性强 低空探测性能好 体积小质量轻 分辨率高,是激光雷达的最显 著的优点,其多数应用都是基 于此。