[科普]一文看懂激光雷達LIDAR基本工作原理
激光雷達：探索光與距離的精密測量藝術
激光雷達，這個科技界的璀璨明珠，其工作原理如同一束紅外光的精密導航員。它通過發(fā)射激光、接收反射、并解析回波時間和光譜信息，編織出一幅幅三維點云圖，這是現(xiàn)代自動駕駛和機器人技術的基石。核心組件包括高效發(fā)射器、高靈敏度接收器，以及精密的慣性導航系統(tǒng)，共同構建起激光雷達的精密信號處理鏈。
在技術領域，ToF（飛行時間法）和相干探測（如FMCW）是兩種主要方法。車載激光雷達需具備寬廣的視場角，例如奧迪A8上的轉鏡式雷達，其25°垂直和360°或120°水平視角能滿足L2+級別要求，提供150米以上的探測距離和小于3厘米的精準測距。而固態(tài)雷達，如OPA，憑借相控陣原理，能在惡劣環(huán)境中保持穩(wěn)定指向，是未來的發(fā)展趨勢。
激光雷達的構造精妙，硬件方面，包括先進的數(shù)字信號處理器(DSP)、驅動激光的微電子設備，以及光學鏡頭、光探測器等。盡管半導體技術的革新降低了成本，但光學和機械結構的復雜性仍占據(jù)重要位置。機械式激光雷達雖精度高但成本高昂，而半固態(tài)和固態(tài)解決方案則在小型化和成本控制上尋求平衡，如Luminar的MEMS技術正在挑戰(zhàn)傳統(tǒng)邊界。
點光源和線光源的選用影響著激光雷達的覆蓋范圍和性能。面光源能直接覆蓋大范圍，而點光源和線光源則需要掃描來擴展視野。例如，小鵬P5上的 Livox棱鏡式激光雷達在成本和高精度之間找到了平衡，而固態(tài)-FLASH激光雷達則在全局成像和低成本上獨樹一幟，但需解決功率密度的問題。
在性能參數(shù)上，測距能力、分辨率、精度等是衡量激光雷達的重要標準，同時，點頻、抗干擾能力、功耗和線數(shù)也揭示了系統(tǒng)的性能潛力。多傳感器標定、可靠性和安全性則是產(chǎn)品設計的關鍵要素。諸如dToF和iToF的測距方法，以及PLD、APD等感光元件，都為實現(xiàn)更精確的測量提供了可能。
盡管固態(tài)激光雷達如OPA技術難度高，但其耐久性、體積小和成本降低的潛力使得它在車規(guī)級市場備受期待。然而，技術成熟度和量產(chǎn)能力仍是制約其廣泛應用的關鍵因素。例如，Quanergy S3系列憑借高MTBF和卓越的探測性能，定價合理，但仍有提高功率和優(yōu)化陣列技術的需求。
總的來說，激光雷達的每一處細節(jié)都關乎性能與成本的微妙平衡。隨著技術的不斷進步，我們期待激光雷達在未來的自動駕駛領域中發(fā)揮更大的作用，為我們的出行帶來更安全、更智能的體驗。
激光雷達原理究竟是怎樣的
激光束發(fā)射的頻率可以從每秒幾個脈沖到每秒幾萬個脈沖。舉例而言，一個頻率為每秒一萬次脈沖的系統(tǒng)，接收器將會在一分鐘內(nèi)記錄六十萬個點。一般而言，LIDAR系統(tǒng)的地面光斑間距在2-4m不等。[2] 激光雷達的工作原理與雷達非常相近，以激光作為信號源，由激光器發(fā)射出的脈沖激光，打到地面的樹木、道路、...
手機激光雷達有什么用
激光雷達通常被用于軍事、工業(yè)領域，在民用消費領域上非常少見。蘋果iPhone12手機新增了激光雷達（LiDAR）硬件，其主要作用是精準測算物體距離并且完成建模數(shù)據(jù)。具體說明如下：1、激光雷達LiDAR（LightDetectionandRanging，激光探測和測距），又稱光學雷達掃描儀。它的工作原理是通過向外發(fā)射紅外光束，通過接收...
ROS傳感器之LIDAR簡介
LIDAR，全稱Light Detection And Ranging，激光檢測和測距。LIDAR主要用于檢測物體以及測量與物體之間的距離，通常稱為激光雷達。LIDAR按照線束可以分為單線激光雷達和多線激光雷達。單線激光雷達的數(shù)據(jù)可以看做是一定高度的一排點陣，多線激光雷達的數(shù)據(jù)包含高度信息，可以看做是一個面。按照機械性質(zhì)，分為機械...
lidar激光雷達有什么用
Lidar（激光雷達）是一種能夠通過發(fā)射激光脈沖并接收反射信號來測量物體距離、位置和形狀的主動傳感器技術。它在多個領域中扮演著重要角色，包括但不限于：1. 自動駕駛技術：在自動駕駛汽車中，Lidar技術至關重要，它能夠提供周圍環(huán)境的精確三維信息，幫助車輛識別障礙物、檢測路況，并據(jù)此做出適當?shù)男旭倹Q策和...
iPad Pro的激光雷達LiDAR是什么,真的有那么厲害嗎?
iPad Pro的高大上新科技：激光雷達LiDAR 蘋果在新發(fā)布的2020款iPad Pro中引入了一個引人注目的新名詞：LiDAR，聽起來像是“萊達”，對于中文用戶來說，這是個科技感十足的激光雷達掃描儀。然而，LiDAR并非蘋果的獨創(chuàng)，而是一種在專業(yè)領域廣泛應用的成熟技術。它的工作原理與雷達相似，但使用光波而非微波...
激光雷達毫米波雷達超聲波雷達的區(qū)別
工作原理：激光雷達（LiDAR）：激光雷達通過發(fā)射激光束并測量其反射回來的時間來測量物體的距離。它使用光學和電子部件來探測和識別物體。毫米波雷達（Millimeter-wave Radar）：毫米波雷達使用高頻無線電波（毫米波）來探測物體。它通過發(fā)送電磁波并測量反射回來的時間來測量物體的距離和位置。超聲波雷達（...
激光雷達干貨全面分析(一):最大優(yōu)勢,四大系統(tǒng),八個指標
激光雷達，一種用于探測和測距的設備，其工作原理與雷達類似，通過發(fā)射和接收無線電波或激光束，來計算距離、速度和角度等信息。雷達的發(fā)明可追溯到19世紀，但直到二戰(zhàn)時期，雷達才得到廣泛應用。它們不僅在軍事領域發(fā)揮重要作用，還用于探測天氣、海洋測繪、民用飛機航空管制及古墓發(fā)掘等。激光雷達（LiDAR）是...
lidar傳感器是什么
lidar傳感器是一種通過發(fā)射激光光束并測量其返回時間來生成三維地圖的傳感器。lidar的學名叫做激光雷達，它是光探測和測距（Light detection and ranging）的簡稱。lidar傳感器是一種通過發(fā)射激光光束并測量其返回時間來生成三維地圖的傳感器。它的工作原理與雷達和聲納傳感器類似，通過發(fā)射一個短脈沖的激光束并...
汽車配置千千萬,這項配置卻被車企吹上天!
激光雷達如何工作？激光雷達其實就是激光探測及測距系統(tǒng)（LiDAR），是一套以發(fā)射光束，并根據(jù)激光束反射回來的信號探測目標位置、速度等信息的裝置。（PS：它的工作原理其實和毫米波雷達、超聲波雷達十分接近，只是用來探測的輻射源變成了激光而已。）如今量產(chǎn)的車載激光雷達用的是MEMS半固態(tài)技術，不像以前的...
激光雷達的工作原理?
激光雷達最基本的工作原理與無線電雷達沒有區(qū)別，即由雷達發(fā)射系統(tǒng)發(fā)送一個信號,打到地面的樹木、道路、橋梁和建筑物上，引起散射，經(jīng)目標反射后被接收系統(tǒng)收集，通過測量反射光的運行時間而確定目標的距離。至于目標的徑向速度，可以由反射光的多普勒頻移來確定，也可以測量兩個或多個距離，并計算其變化率...
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龍文區(qū)脈動： ______ 1、果殼網(wǎng)是泛科普科學文化平臺,提供科技主題內(nèi)容,業(yè)務涉及科普內(nèi)容傳播、文創(chuàng)產(chǎn)品、科學教育、活動展覽等領域.2、果殼網(wǎng),作為一個開放、多元的泛科技興趣社...
龍文區(qū)脈動： ______ 談不上科普,只是給你陳述一下人們口口相傳的事,和具記載什么什么的....可以解釋的都解釋,大多是一些猜測,和結尾一句科學家還沒找出合理的解釋.只...
龍文區(qū)脈動： ______[答案] 故事書56乘以八分之一等于7本,科技書56乘以七分之一等于8本
