面陣激光雷達(dá)應(yīng)用

在眾多機(jī)械激光雷達(dá)中，電動(dòng)光學(xué)機(jī)械掃描儀是比較常見的激光雷達(dá)掃描儀類型。2007年，激光雷達(dá)技術(shù)的先驅(qū)Velodyne公司發(fā)布了一款64波束旋轉(zhuǎn)掃描器，這款掃描器顯然在早期塑造并主導(dǎo)了自動(dòng)駕駛汽車行業(yè)。這種掃描器明顯的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)距距離長(zhǎng)，水平視場(chǎng)寬，掃描速度快。大多數(shù)這種類型的傳感器都有幾個(gè)發(fā)射-接收通道，這些通道垂直堆疊，由電機(jī)旋轉(zhuǎn)，形成360°視場(chǎng)。盡管由此產(chǎn)生的點(diǎn)云能夠?qū)囕v周圍的物體進(jìn)行高質(zhì)量的檢測(cè)，但這種掃描器類型仍有幾個(gè)缺點(diǎn)：高功耗，易受振動(dòng)和機(jī)械沖擊，龐大的包裝，在大多數(shù)情況下，價(jià)格非常高。此外，由于垂直堆疊激光LEDs的數(shù)量有限，它們的垂直分辨率有限。然而，世界上有幾家公司致力于減輕這些缺點(diǎn)，同時(shí)保持這類傳感器能夠產(chǎn)生的高質(zhì)量點(diǎn)云。對(duì)大氣污染物分布的觀測(cè)。面陣激光雷達(dá)應(yīng)用

視覺與激光雷達(dá)這兩種感知方式從來(lái)都不是“對(duì)手關(guān)系”，而是相輔相成。攝像頭可以清楚地識(shí)別信號(hào)燈、車道線以及交通標(biāo)識(shí)，擅長(zhǎng)為物體分類；而激光雷達(dá)則具備更強(qiáng)的3D感知、定位、遠(yuǎn)距離探測(cè)等能力，并且不受光線或黑暗環(huán)境影響。多傳感器的融合，則可以相互彌補(bǔ)對(duì)方的缺點(diǎn)。不少未搭載激光雷達(dá)的車型都曾出現(xiàn)過在使用輔助駕駛時(shí)，高速狀態(tài)下追尾慢速車或靜止車輛的事故。而車輛未能識(shí)別到障礙物的比較大原因，正是因?yàn)閿z像頭的測(cè)距能力非常有限，而毫米波雷達(dá)又因?yàn)榻欠直媛什蛔悖覟榱藴p少誤檢還容易過濾掉靜止物體。大角度測(cè)量激光雷達(dá)的應(yīng)用回波信號(hào)的幅度量化采用模擬延時(shí)線和高速運(yùn)算放大器組成峰值保持器，采用高速A/D完成幅度量化。

智能駕駛采用不同類型的傳感器實(shí)現(xiàn)車輛對(duì)周邊道路、行人、障礙物、路側(cè)單元 及其他車輛的感知，在不同程度上實(shí)現(xiàn)車輛安全、自主、智能駕駛，是激光雷達(dá) 的重要應(yīng)用場(chǎng)景，可根據(jù)駕駛員與自動(dòng)駕駛系統(tǒng)參與程度分為五個(gè)等級(jí)。典型的智能駕駛系統(tǒng)包括環(huán)境感知、決策規(guī)劃和控制執(zhí)行三大部分。其中環(huán)境感知系統(tǒng)主要包括攝像頭、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)等傳感器。激光雷達(dá)性能好、精度高，或?yàn)橹悄芷囍匾獋鞲衅鳌＜す饫走_(dá)常應(yīng)用于高精度電子地圖和定位、障礙物識(shí)別、可通行空間檢測(cè)、障礙物軌跡預(yù)測(cè)等方面，具備分辨率高、探測(cè)范圍廣、信息量豐富等優(yōu)勢(shì)，或?yàn)閷?shí)現(xiàn)汽車智能駕駛的重要裝置。

按照諧振腔制造工藝差異，激光器光芯片可分為邊發(fā)射激光器芯片（EEL）與面發(fā) 射激光器芯片（VCSEL）兩類。EEL 在芯片兩側(cè)鍍光學(xué)膜形成諧振腔，光子經(jīng)諧振腔選 模放大后，將沿平行于襯底表面的方向形成激光；VCSEL 在芯片上下兩面鍍光學(xué)膜形 成諧振腔，由于諧振腔與襯底垂直，光子經(jīng)選模放大后將垂直于芯片表面形成激光。EEL 與 VCSEL 各具優(yōu)勢(shì)，EEL 的輸出功率、電光轉(zhuǎn)化效率更高，而 VCSEL 具有閾值電流 低、單波長(zhǎng)工作穩(wěn)定、可高效調(diào)制、易二維集成、無(wú)腔面閾值損傷、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。激光雷達(dá)角分辨率高，速度分辨率高和距離分辨率高。

高度信息的增加可以讓毫米波雷達(dá)不再“一視同仁”：4D毫米波雷達(dá)可通過不同高度數(shù)據(jù)識(shí)別前方物體是屬于無(wú)需避讓的路牌或者信號(hào)燈，還是一個(gè)需要緊急避讓的車輛或行人，大幅提升了毫米波在靜態(tài)物體識(shí)別上的置信度。同時(shí)，傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)有分辨率低，噪點(diǎn)多等缺點(diǎn)，而4D毫米波雷達(dá)通過增加實(shí)際或虛擬的天線數(shù)，有效提升角分辨率，并生成更多的點(diǎn)云，在原始數(shù)據(jù)上能夠成像出目標(biāo)物體的基本輪廓、邊緣、外形。通過深度學(xué)習(xí)后，毫米波雷達(dá)也能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)分行人、自行車、汽車、卡車等不同目標(biāo)。機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)的組成包括：激光掃描器、高精度慣性導(dǎo)航儀、應(yīng)用查分技術(shù)的全球定位系統(tǒng)、高分辨率數(shù)碼相機(jī)。三位測(cè)繪激光雷達(dá)slam

激光雷達(dá)的波長(zhǎng)比微波短好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，又有更窄的波束。面陣激光雷達(dá)應(yīng)用

自動(dòng)駕駛技術(shù)快速發(fā)展的同時(shí)也在推動(dòng)著各種環(huán)境感知傳感器的研究。常見的環(huán)境傳感器包括相機(jī)，毫米波雷達(dá)，激光雷達(dá)等，其中激光雷達(dá)因其可以得到目標(biāo)的三維信息、抗干擾能力強(qiáng)、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)駕駛技術(shù)的研究中占據(jù)了 重要的地位。激光雷達(dá)又可以細(xì)分為機(jī)械式、混合式、固態(tài)式等類型。而激光測(cè)距技術(shù)則是激光雷達(dá)的基石。當(dāng)下的激光雷達(dá)主要應(yīng)用在自動(dòng)駕駛，無(wú)人機(jī)，機(jī)器人等幾個(gè)領(lǐng)域。在自動(dòng)駕 駛中使用的激光雷達(dá)主要有以下幾種類型：機(jī)械式激光雷達(dá)、混合式激光雷達(dá)、全固態(tài)激光雷達(dá)。面陣激光雷達(dá)應(yīng)用

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