根据发生器的不同可以产生紫外线(10-400nm)到可见光(390-780nm)到红外线(760-1000000nm)波段内的不同激光,相应的用途也各不相同。激光是一种单一颜色、单一波长的光,激光雷达选用的激光波长一般不低于850nm,以避免可见光对人眼的伤害,而目前主流的激光雷达主要有905nm和1550nm两种波长。905nm探测距离受限,采用硅材质,成本较低;1550nm探测距离更远,采用昂贵的铟镓砷(InGaAs)材质,激光可被人眼吸收,故可做更远的探测光束。激光雷达的发展与新材料、新技术、人工智能等领域的融合密切相关,相互促进和推动着各自的发展进步。多线激光雷达厂商
1951年,美国物理学家Purcel(珀赛尔)在用微波波谱学的方法制定核磁矩的同时,意外地观察到了50HZ的受激辐射,并把粒子数反转称为“负温1度”状态,这使人们对玻尔兹曼分布有了更全方面也更深刻的认识。同年,美国物理学家(Townes)汤斯提出了受激辐射微波放大的设想。1954年,汤斯和她的两个学生戈登、曹格尔一起研制成功了波长为1.25cm的氨分子振荡器,并把它称为受激辐射微波放大器,按其字母缩写为MASER,简称脉泽。时间来到1958年,汤斯与肖洛联名在《物理评论》上发表了论文《红外与光激射器》,这标志着激光作为一种新事物登上了历史舞台。1960年,梅安研制的红宝石激光器发出了694.3nm红价激光,这是世界上公认的头一台激光器。广东汽车激光雷达厂家港口激光雷达通过测量船只与码头的相对位置,为港口物流的自动化和安全性提供了重要的支持。
不同类激光雷达的优缺点: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。优点:技术成熟;扫描速度快;可360度扫描。缺点:可量产性差:光路调试、装配复杂,生产效率低;价格贵:靠增加收发模块的数量实现高线束,元器件成本高,主机厂难以接受;难过车规:旋转部件体积/重量庞大,难以满足车规的严苛要求;造型不易于集成到车体。
激光雷达结构,激光雷达的关键部件按照信号处理的信号链包括控制硬件DSP(数字信号处理器)、激光驱动、激光发射发光二极管、发射光学镜头、接收光学镜头、APD(雪崩光学二极管)、TIA(可变跨导放大器)和探测器,如下图所示。其中除了发射和接收光学镜头外,都是电子部件。随着半导体技术的快速演进,性能逐步提升的同时成本迅速降低。但是光学组件和旋转机械则占具了激光雷达的大部分成本。激光雷达的种类,把激光雷达按照扫描方式来分类,目前有机械式激光雷达、半固态激光雷达和固态激光雷达三大类。其中机械式激光雷达较为常用,固态激光雷达为未来业界大力发展方向,半固态激光雷达是机械式和纯固态式的折中方案,属于目前阶段量产装车的主力军。地面激光雷达广泛应用于地图制作、城市规划和建设等领域,为地理信息系统的发展提供了丰富的数据支持。
发射模组:Flash激光雷达采用的是垂直腔面发射激光器(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser,VCSEL),比其他激光器更小、更轻、更耐用、更快、更易于制造,并且功率效率更高。接收模组:Flash激光雷达的性能主要取决于焦平面探测器阵列的灵敏度。焦平面探测器阵列可使用PIN型光电探测器,在探测器前端加上透镜单元并采用高性能读出电路,可实现短距离探测。对于远距离探测需求,需要使用到雪崩型光电探测器,其探测的灵敏度高,可实现单光子探测,基于APD的面阵探测器具有远距离单幅成像、易于小型化等优点。优点:一次性实现全局成像来完成探测,无需考虑运动补偿;无扫描器件,成像速度快;集成度高,体积小;芯片级工艺,适合量产;全固态优势,易过车规缺点:激光功率受限,探测距离近;抗干扰能力差;角分辨率低激光雷达在建筑施工中用于精确测量和定位。北京览沃激光雷达厂商
激光雷达在灾害救援中提供了准确的现场信息支持。多线激光雷达厂商
FPGA芯片通常被用作激光雷达的主控芯片,国外厂商的产品性能相比国内供应商大幅先进,但国内产品的逻辑资源规模和高速接口性能也能够满足激光雷达的需求。模拟芯片用于搭建激光雷达系统中发光控制、光电信号转换,以及电信号实时处理等关键子系统。国外供应商在该领域积累已久,技术先进、产能充足、成熟度高,是行业的领导的人。国内供应商相比国外起步较晚,从产品丰富程度到技术水平还普遍存在着一定差距,尤其车规类产品差距会更大。多线激光雷达厂商