激光雷达的主要性能指标
1.安全等级:
激光雷达的安全等级是否满足Class1,对人眼无害。需要考虑特定波长的激光产品在完全工作时间内的激光输出功率,即激光辐射的安全性是波长、输出功率,和激光辐射时间的综合作用的结果。
2.输出参数:
目标的位置(三维)、速度(三维)、方向、时间戳(某些激光雷达有)等。
3.激光发射方式(机械/固态):
传统的采用机械旋转的结构,机械旋转容易导致磨损使得激光雷达的使用寿命有限。固态激光雷达主要由三类-Flash 、MEMS、相控阵。Flash 激光雷达只要有光源,激光避障传感器,就能用脉冲一次覆盖整个视场。随后再用飞行时间(ToF)方法接收相关数据并绘制出激光雷达周围的目标。MEMS激光雷达其结构相当简单,只要一束激光和一块反光镜。具体来说,激光避障方案,激光射向这块类似陀螺一样旋转的反光镜就行,反光镜通过转动,可以实现对激光方向的控制。相控阵激光雷达利用*天线同步形成的微阵列,相控阵可以向任何方向发送无线电波,完全省略了“旋转”这一步骤,只需控制每个天线发送信号间的时机或阵列,就能控制信号射向特定位置。
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激光雷达的作用
是能测量目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状,探测、识别、分辨和跟踪目标。经过多年努力,科学家们已研制出火控激光雷达、侦测激光雷达、制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。由于飞行作业是激光雷达航测成图的道工序,它为后续内业数据处理提供直接起算数据。按照测量误差原理和制定“规范”的基本原则,都要求*工序的成果所包含的误差,对后一工序的影响应为。因此,激光避障,通过研究机载激光雷达作业流程,优化设计作业方案来提高数据质量,是非常有意义的。
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激光雷达的原理与结构
与雷达原理相似,激光雷达使用的技术是飞行时间(TOF, Time of Flight)。具体而言,就是根据激光遇到障碍物后的折返时间,计算目标与自己的相对距离。激光光束可以准确测量视场中物体轮廓边沿与设备间的相对距离,这些轮廓信息组成所谓的点云并绘制出3D环境地图,精度可达到厘米级别,从而提高测量精度。
想象一下,激光避障方法,当发出光脉冲时启动秒表,然后当光脉冲返回时停止计时器。通过测量激光的“飞行时间”,并且知道脉冲行进的速度,就可以计算距离。光以每秒30万千米的速度传播,因此需要非常*的设备来产生关于距离的数据。