激光雷达未来发展方向
理论上来说,固态激光雷达是完全没有移动部件的雷达,光相控阵(Optical Phased Array)及Flash是其典型技术路线,也被认为是纯固态激光雷达方案。但近年来,一些非完全旋转的激光雷达也被统称为“固态激光雷达”,它们具备了固态激光雷达很多的性能特点,如分辨率高、有限水平FOV(前向而不是360°)等,但这些技术方案会有一些微小的移动部件,从严格意义上来说不能算纯固态激光雷达。
机械旋转式激光雷达
机械旋转式Lidar的发射和接收模块存在宏观意义上的转动。在竖直方向上排布多组激光线束,发射模块以一定频率发射激光线,通过不断旋转发射头实现动态扫描。
机械旋转Lidar分立的收发组件导致生产过程要人工光路对准,费时费力,可量产性差。目前有的机械旋转Lidar厂商在走芯片化的路线,将多线激光发射模组集成到一片芯片,提高生产效率和量产性,降低成本,减小旋转部件的大小和体积,使其更易过车规。
激光雷达
激光(Larser)这个名称的意思是受激辐射的光放大,是个光放大的过程。激光属于电磁波的一种,是电磁场的一种运动形态。激光发出具有高方向性的光束,组成的光波在一条直线上传播,不会扩散。激光束内的光波都是相同颜色的,此性质叫单色性。普通光源发出的光波会朝各个方向扩散,普通的光一般来说是几种颜色的光混合后表现为白色。激光雷达是一种向被测目标发射探测信号(激光束),然后测量反射或散射信号的到达时间、强弱程度等参数,以此确定目标的距离、方位、运动状态及表面光学特性的雷达系统。激光雷达具有角分辨率和距离分辨率高、抗干扰能力强、能获得目标多种图像信息等优点
1) 激光测距雷达。激光测距雷达是对被测物体发射激光光束并接收反射波,通过记录该时间差来确定被测物体与测试点的距离。
2) 激光测速雷达。激光测速雷达是对运动物体速度的测量,通过对被测物体发射两次激光脉冲信号进行测距,从而得到该被测物体的移动速度。
3) 激光成像雷达。激光成像雷达是激光技术、雷达技术、光学扫描与控制技术、高灵敏度探测技术以及高速计算机处理技术的综合产物,具有较高的角度分辨率和距离分辨率可以形成高分辨率的三维图像。
4) 大气探测激光雷达。大气探测激光雷达用于探测大气中分子与烟雾的密度、温度风速、风向及水蒸气浓度,对大气环境进行监测,对暴风雨、沙尘暴等灾害性天气进行预报,如图1所示。
5) 跟踪雷达。跟踪雷达可以连续跟踪一个目标,并测量出该目标的坐标,提供目标的运动轨迹。
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