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激光雷達(dá)如何按照掃描方式分類?激光雷達(dá)如何按照探測(cè)方式分類?

時(shí)間:2024-09-05 15:58:59來源:21ic電子網(wǎng)

導(dǎo)語:?雷達(dá)可通過無線電的方法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測(cè)定它們的空間位置,因此雷達(dá)也被稱為無線電定位。而在雷達(dá)中,目前已經(jīng)出現(xiàn)了各種子類型的雷達(dá)。

  一、按掃描方式分類

  1、MEMS型激光雷達(dá)

  MEMS 型激光雷達(dá)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整自己的掃描模式,以此來聚焦特殊物體,采集更遠(yuǎn)更小物體的細(xì)節(jié)信息并對(duì)其進(jìn)行識(shí)別,這是傳統(tǒng)機(jī)械激光雷達(dá)無法實(shí)現(xiàn)的。MEMS整套系統(tǒng)只需一個(gè)很小的反射鏡就能引導(dǎo)固定的激光束射向不同方向。由于反射鏡很小,因此其慣性力矩并不大可以快速移動(dòng),速度快到可以在不到一秒時(shí)間里跟蹤到 2D 掃描模式

  2、Flash型激光雷達(dá)

  Flash型激光雷達(dá)能快速記錄整個(gè)場(chǎng)景,避免了掃描過程中目標(biāo)或激光雷達(dá)移動(dòng)帶來的各種麻煩,它運(yùn)行起來比較像攝像頭。激光束會(huì)直接向各個(gè)方向漫射,因此只要一次快閃就能照亮整個(gè)場(chǎng)景。隨后,系統(tǒng)會(huì)利用微型傳感器陣列采集不同方向反射回來的激光束。Flash LiDAR有它的優(yōu)勢(shì),當(dāng)然也存在一定的缺陷。當(dāng)像素越大,需要處理的信號(hào)就會(huì)越多,如果將海量像素塞進(jìn)光電探測(cè)器,必然會(huì)帶來各種干擾,其結(jié)果就是精度的下降。

  3、相控陣激光雷達(dá)

  相控陣激光雷達(dá)搭載的一排發(fā)射器可以通過調(diào)整信號(hào)的相對(duì)相位來改變激光束的發(fā)射方向。目前大多數(shù)相控陣激光雷達(dá)還在實(shí)驗(yàn)室里呆著,而現(xiàn)在仍停留在旋轉(zhuǎn)式或 MEMS 激光雷達(dá)的時(shí)代。

  4、機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)

  機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)是發(fā)展比較早的激光雷達(dá),目前技術(shù)比較成熟,但機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,且各核心組件價(jià)格也都頗為昂貴,其中主要包括激光器、掃描器、光學(xué)組件、光電探測(cè)器、接收IC以及位置和導(dǎo)航器件等。由于硬件成本高,導(dǎo)致量產(chǎn)困難,且穩(wěn)定性也有待提升,目前固態(tài)激光雷達(dá)成為很多公司的發(fā)展方向。

  二、按探測(cè)方式分類

  1、直接探測(cè)激光雷達(dá)

  直接探測(cè)型激光雷達(dá)的基本結(jié)構(gòu)與激光測(cè)距機(jī)頗為相近。工作時(shí),由發(fā)射系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)信號(hào),經(jīng)目標(biāo)反射后被接收系統(tǒng)收集,通過測(cè)量激光信號(hào)往返傳播的時(shí)間而確定目標(biāo)的距離。至于目標(biāo)的徑向速度,則可以由反射光的多普勒頻移來確定,也可以測(cè)量兩個(gè)或多個(gè)距離,并計(jì)算其變化率而求得速度

  2、相干探測(cè)激光雷達(dá)

  相干探測(cè)型激光雷達(dá)有單穩(wěn)與雙穩(wěn)之分,在所謂單穩(wěn)系統(tǒng)中,發(fā)送與接收信號(hào)共用一個(gè)光學(xué)孔徑,并由發(fā)送-接收開關(guān)隔離。而雙穩(wěn)系統(tǒng)則包括兩個(gè)光學(xué)孔徑,分別供發(fā)送與接收信號(hào)使用,發(fā)送-接收開關(guān)自然不再需要,其余部分與單穩(wěn)系統(tǒng)相同

  三、按激光發(fā)射波形分類

  1、連續(xù)型激光雷達(dá)

  連續(xù)型激光雷達(dá)從激光的原理來看,連續(xù)激光就是一直有光出來,就像打開手電筒的開關(guān),它的光會(huì)一直亮著 (特殊情況除外) 。連續(xù)激光是依靠持續(xù)亮光到待測(cè)高度,進(jìn)行某個(gè)高度下數(shù)據(jù)采集。由于連續(xù)激光的工作特點(diǎn),某時(shí)某刻只能采集到一個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。因?yàn)轱L(fēng)數(shù)據(jù)的不確定特性,用一點(diǎn)代表某個(gè)高度的風(fēng)況,顯然有些片面。因此有些廠家折中的辦法是采取旋轉(zhuǎn)360度,在這個(gè)圓邊上面采集多點(diǎn)進(jìn)行平均評(píng)估,顯然這是一個(gè)虛擬平面中的多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的概念。

  2、脈沖型激光雷達(dá)

  脈沖激光輸出的激光是不連續(xù)的,而是一閃一閃的。脈沖激光的原理是發(fā)射幾萬個(gè)的激光粒子,根據(jù)國際通用的多普勒原理,從這幾萬個(gè)激光粒子的反射情況來綜合評(píng)價(jià)某個(gè)高度的風(fēng)況,這個(gè)是一個(gè)立體的概念,因此才有探測(cè)長度的理論。從激光的特性來看,脈沖激光要比連續(xù)激光測(cè)量的點(diǎn)位多幾十倍,更能夠精確的反應(yīng)出某個(gè)高度風(fēng)況。

標(biāo)簽: 激光雷達(dá)

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