激光测距雷达
激光测距雷达是通过对被测物体发射激光光束,并接收该激光光束的反射波,记录该时间差,来确定被测物体与测试点的距离。传统上,激光雷达可用于工业的安全检测领域,如科幻片中看到的激光墙,当有人闯入时,系统会立马做出反应,发出预警。另外,激光测距雷达在空间测绘领域也有广泛应用。但随着人工智能行业的兴起,激光测距雷达已成为机器***内不可或缺的核心部件,配合SLAM技术使用,可帮助机器人进行实时***导航,,实现自主行走。思岚科技研制的rplidar系列配合slamware模块使用是目前服务机器人自主***导航的典型代表,其在25米测距半径内,可完成每秒上万次的激光测距,并实现毫米级别的解析度。
激光雷达
激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的***探测方式。由发射系统、接收系统 、信息处理等部分组成。发射系统是各种形式的激光器,如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器以及光学扩束单元等组成;接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等组合。
脉冲法/TOF法
TOF(Time of Fly)测距方法的原理是对探测物体打一束时间极短的激光,通过直接测量激光发射、打到探测物体再返回到探测器的飞行时间,来反推探测器到被测物的距离。这种测距方法类似于传统的微波雷达测距,返回的时延对应的路程是两倍的目标距离。
由于光的飞行速度极快,因此该方案需要一个非常精细的时钟电路(通常是 ps 级,1 ps=10^-3 ns)和脉宽极窄的激光发射电路(通常是 ns 级),因此开发难度和门槛较高,但一般采用 TOF 原理的激光雷达通常都能达到百米级别的探测距离。
小型化的应用-DTOF
dToF的原理看起来虽然很简单,但是实际能达到较高的精度很困难。除了对时钟同步有非常高的精度要求以外,还对脉冲信号的精度有很高的要求。普通的光电二极管难以满足这样的需求。而dToF中的组件SPAD由于制作工艺复杂,能胜任生产任务的厂家并不多,并且集成困难。所以目前研究dToF的厂家并不多,更多的是在研究和推动iToF。新款iPad Pro搭载的Pro级摄像头不仅包含了全新的超广角摄像头,还包含了一款激光雷达扫描仪。该扫描仪利用dToF技术,结合运动传感器和iPadOS内的架构,可以进行深度测量,为增强现实及更广泛的领域开启无尽可能。
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