雷射雷達原理、關鍵技術及應用的深度解析

2020-11-23 電子發燒友

「雷達」是一種利用電磁波探測目標位置的電子設備.電磁波其功能包括搜索目標和發現目標;測量其距離,速度,角位置等運動參數;測量目標反射率,散射截面和形狀等特徵參數。

傳統的雷達是微波和毫米波波段的電磁波為載波的雷達。雷射雷達以雷射作為載波.可以用振幅、頻率、相位和振幅來搭載信息,作為信息載體。

雷射雷達利用雷射光波來完成上述任務。可以採用非相干的能量接收方式,這主要是一脈衝計數為基礎的測距雷達。還可以採用相干接收方式接收信號,通過後置信號處理實現探測。雷射雷達和微波雷達並無本質區別,在原理框圖上也十分類似,見下圖

雷射雷達是工作在光頻波段的雷達。與微波雷達的原理相似,它利用光頻波段的電磁波先向目標發射探測信號,然後將其接收到的同波信號與發射信號相比較,從而獲得目標的位置(距離、方位和高度)、運動狀態(速度、姿態)等信息,實現對目標的探測、跟蹤和識別。

雷射雷達由發射,接收和後置信號處理三部分和使此三部分協調工作的機構組成。雷射光速發散角小,能量集中,探測靈敏度和解析度高。都卜勒頻移大,可以探測從低速到高速的目標。天線和系統的尺寸可以作得很小。利用不同分子對特定波長得雷射吸收、散射或螢光特性,可以探測不同的物質成分,這是雷射雷達獨有的特性。

雷射雷達的種類

目前,雷射雷達的種類很多,但是按照現代的雷射雷達的概念,常分為以下幾種:

按雷射波段分:有紫外雷射雷達、可見雷射雷達和紅外雷射雷達。

按雷射介質分:有氣體雷射雷達、固體雷射雷達、半導體雷射雷達和二極體雷射泵浦固體雷射雷達等。

按雷射發射波形分:有脈衝雷射雷達、連續波雷射雷達和混合型雷射雷達等。

按顯示方式分:有模擬或數字顯示雷射雷達和成像雷射雷達。

按運載平臺分:有地基固定式雷射雷達、車載雷射雷達、機載雷射雷達、船載雷射雷達、星載雷射雷達、彈載雷射雷達和手持式雷射雷達等。

按功能分:有雷射測距雷達、雷射測速雷達、雷射測角雷達和跟蹤雷達、雷射成像雷達,雷射目標指示器和生物雷射雷達等。

按用途分:有雷射測距儀、靶場雷射雷達、火控雷射雷達、跟蹤識別雷射雷達、多功能戰術雷射雷達、偵毒雷射雷達、導航雷射雷達、氣象雷射雷達、偵毒和大氣監測雷射雷達等。

在具體應用時,雷射雷達既可單獨使用,也能夠同微波雷達,可見光電視、紅外電視或微光電視等成像設備組合使用,使得系統既能搜索到遠距離目標,又能實現對目標的精密跟蹤。

雷射雷達與微波雷達比較

雷射雷達的波長比微波短好幾個數量級,又有更窄的波束。因此,於微波雷達相比,雷射雷達具有如下優點:

1、角解析度高,速度解析度高和距離解析度高。採用距離-都卜勒成像技術可以得到運動目標的高解析度的清晰圖象。

2、抗幹擾能力強,隱蔽性好;雷射不受無線電波幹擾,能穿越等離子鞘,低仰角工作時,對地面多路徑效率不敏感。雷射束很窄,只有在被照射的那一點,那瞬間,才能被接收,所以雷射雷達發射的雷射被截獲的概率很低。

3、雷射雷達的波長短,可以在分子量級上對目標探測。這是微波雷達無能為力的。

4、在功能相同的情況下,比微波雷達體積小,重量輕。

當然,雷射雷達也有如下缺點:

1、雷射受大氣及氣象影響大。大氣衰減和惡劣天氣使作用距離降低。此外,大氣湍流會降低雷射雷達的測量精度。

2、雷射束窄,難以搜索目標和捕獲目標。一般先有其他設備實施大空域、快速粗捕目標,然後交由雷射雷達對目標進行精密跟蹤測量。

雷射雷達探測原理

雷射雷達最重要的性能參數是系統信噪比(SNR)。下圖給出了雷射雷達的非相干和相干接收機方框圖。

背景噪聲

非相干接收機除了信號光功率Ps以外,還有附加項,即背景光功率PBK。。它是由太陽光和物體的自身輻射,物體對輻射的反射、漫反射和閃爍等引起的不必要的噪聲信號在接收機非線性光探測器中變為電信號和被放大,經過匹配濾波器和其他抑制噪聲的措施後,產生一個視頻帶寬的有效信號。

相干接收機中,除了雷射器所發出的頻率為f0的信號光外還有經過光束分束器的本振光。信號光的回波和本振光一同耦合到光探測。除了接收到光信號光功率PS,外本地震蕩光功率PLo,它們一同與背景噪聲項PBK相競爭,結果就壓抑了噪聲。

背景噪聲有:

上式中,ε是目標的輻射係數;ρ是目標的反射係數;T是目標的溫度(K);Δλ是光波長範圍(μm);AR是接收機探測器敏感面面積(m²);k1是太陽光通過大氣的透過係數;SIRR是太陽的輻射度(是大氣的散射係數;ηSys是系統的光學效率;ΩR是輻射體輻射的能量的立體角;σT是斯特藩-玻耳茲曼常數。

信噪比的表達

式中, 是信號電流的均方值; 是散彈噪聲電流的均方值; 是熱噪聲電流的均方值; 是背景噪聲電流的均方值; 是暗電流的均方值;是本振電流的均方值。

將以上電流代入信噪比SNR方程可以得到非相干和相干雷射雷達信噪比方程:

非相干雷射雷達的信噪比SNR方程可以表示為:

相干雷射雷達的信噪比SNR方程表示為:

雷射雷達關鍵技術分析

空間掃描技術

雷射雷達的空間掃描方法可分為非掃描體制和掃描體制,其中掃描體制可以選擇機械掃描、電學掃描和二元光學掃描等方式。非掃描成像體制採用多元探測器,作用距離較遠,探測體制上同掃描成像的單元探測有所不同,能夠減小設備的體積、重量,但在我國多元傳感器,尤其是面陣探測器很難獲得,因此國內雷射雷達多採用掃描工作體制。

機械掃描能夠進行大視場掃描,也可以達到很高的掃描速率,不同的機械結構能夠獲得不同的掃描圖樣,是目前應用較多的一種掃描方式。聲光掃描器採用聲光晶體對入射光的偏轉實現掃描,掃描速度可以很高,掃描偏轉精度能達到微弧度量級。但聲光掃描器的掃描角度很小,光束質量較差,耗電量大,聲光晶體必須採用冷卻處理,實際工程應用中將增加設備量。

二元光學是光學技術中的一個新興的重要分支,它是建立在衍射理論、計算機輔助設計和細微加工技術基礎上的光學領域的前沿學科之一。利用二元光學可製造出微透鏡陣列靈巧掃描器。一般這種掃描器由一對間距只有幾微米的微透鏡陣列組成,一組為正透鏡,另一組為負透鏡,準直光經過正透鏡後開始聚焦,然後通過負透鏡後變為準直光。當正負透鏡陣列橫向相對運動時,準直光方向就會發生偏轉。這種透鏡陣列只需要很小的相對移動輸出光束就會產生很大的偏轉,透鏡陣列越小,達到相同的偏轉所需的相對移動就越小。因此,這種掃描器的掃描速率能達到很高。二元光學掃描器的缺點是掃描角度較小(幾度),透過率低,目前工程應用中還不夠成熟。

雷射發射機技術

目前,雷射雷達發射機光源的選擇土要有半導體雷射器、半導體泵浦的固體雷射器和氣體雷射器等。

半導體雷射器是以直接帶隙半導體材料構成的Pn結或Pin結為工作物質的一種小型化雷射器。半導體雷射器工作物質有幾十種,目前已製成雷射器的半導體材料有砷化鎵(GaAs)、砷化銦(InAs)、銻化鋼(InSb)、硫化鎘(Cds)、碲化鎘(cdTe)、硒化鉛(PbSe)、碲化鉛(PbTe)等。半導體雷射器的激勵方式主要有電注入式、光泵式和高能電子束激勵式。絕大多數半導體雷射器的激勵方式是電注入,即給Pn結加正向電壓,以使在結平面區域產生受激發射,也就是說是個正向偏置的二極體,因此半導體雷射器又稱為半導體雷射器_極管。自世界上第一隻半導體雷射器在1962年問世以來,經過幾十年來的研究,半導體雷射器得到了驚人的發展,它的波長從紅外到藍綠光,覆蓋範圍逐漸擴大,各項性能參數不斷提高,輸出功率由幾毫瓦提高到千瓦級(陣列器件)。在某些重要的應用領域,過去常用的其他雷射器已逐漸為半導體雷射器所取代。

半導體泵浦固體雷射器綜合了半導體雷射器與固體雷射器的優點,具有體積小、重量輕、量子效率高的特點。通過泵浦雷射T作物質,輸出光束質量好、時間相干性和空間相干性好的泵浦光,摒棄了半導體雷射器光束質量差、模式特性薺的缺點,與氙燈泵浦同體雷射器相比具有泵浦效率高、T作壽命長、穩定可靠的優點。雷射工作物質可以選擇釹(Nd)、銩(Tm)、鈥(Ho)、鉺(Er)、鐿(Yb)、鋰(Li)、鉻(Cr)等,獲得從1.047~2.8μm的多種波。目前,半導體泵浦固體雷射器的許多工程應用問題已經得到解決,是應用前景最好、發展最快的一種雷射器。

氣體雷射器是目前種類較多、輸出雷射波長最豐富、應用最廣的一種雷射器。其特點是雷射輸出波長範圍較寬;氣體的光學均勻性較好,因此輸出的光束質量好,其單色性、相干性和光束穩定性好。

高靈敏度接收機設計技術

雷射雷達的接收單元由接收光學系統、光電探測器和回波檢測處理電路等組成,其功能是完成信號能量匯聚、濾波、光電轉變、放大和檢測等功能。對雷射雷達接收單元設計的基本要求是:高接收靈敏度、高回波探測概率和低的虛警率。在工程應用中,為提高雷射測距機的性能而採用提高接收機靈敏度的技術途徑,要比採用提高發射機輸出功率的技術途徑更為合理、有效。提高雷射回波接收靈敏度的方法主要是接收機選用適當的探測方式和光電探測器。

探測器足雷射接收機的核心部件,也是決定接收機性能的關鍵因素,因此,探測器的選擇和合理使用是雷射接收機設計中的重要環節。目前,用於雷射探測的探測器可分為基於外光電效應的光電倍增管和基於內光電效應的光電二極體及雪崩光電二極體等,由於雪崩光電二極體具有高的內部增益、體積小、可靠性好等優點,往往是工程應用中的首選探測器件。

雷射雷達的回波信號電路主要包括放大電路和閾值檢測電路。放大電路的設計要與回波信號的波形相匹配,對於不同的回波信號(如脈衝信號、連續波信號、準連續信號或調頻信號等),接收機要有與之相匹配的帶寬和增益。如對於脈衝工作體制的雷射雷達,放大電路要有較寬的帶寬,同時還要採用時問增益控制技術,其放大器增益不是固定的,而是按雷射雷達方程變化曲線設計的控制曲線,以抑制近距離後向散射,降低虛警,並使放大器豐要工作於線性放大區域。

閾值檢測電路是一個脈衝峰值比較器,確定回波到達的判據是回波脈衝幅值超過閾值。這種方法的優點是簡單,但存在兩個主要缺點。首先,只要有一個脈衝幅值首先超越閡值,檢測電路就會將其確定為回波,而不管它是同波脈衝還是雜波幹擾脈衝,從而導致虛警;其次是回波脈衝幅度的變化會引起到達時間的誤差,從而導致測距誤差。在高精度雷射測距機中,通常採用峰值採樣保持電路和恆比定時電路來減小測時誤差。

終端信息處理技術

雷射雷達終端信息處理系統的任務是既要完成對各傳動機構、雷射器、掃描機構及各信號處理電路的同步協調與控制,又要對接收機送出的信號進行處理,獲取目標的距離信息,對於成像雷射雷達來說還要完成系統三維圖像數據的錄取、產生、處理、重構等任務。

目前雷射雷達的終端信息處理系統設計採用主要採用大規模集成電路和計算機完成。其中測距單元可利用FPGA技術實現,在高精度雷射雷達中還需採用精密測時技術。對於成像雷射雷達來說,系統還需要解決圖像行的非線性掃描修正、幅度/距離圖像顯示等技術。回波信號的幅度量化採用模擬延時線和高速運算放大器組成峰值保持器,採用高速A/D完成幅度量化。圖像數據採集由高速DSP完成,圖像處理及三維顯示可由工業控制計算機完成。

雷射雷達的應用

雷射雷達技術在城市三維建築模型中的應用

「數字城市」是數字地球技術系統的重要組成部分,而表達城市主要物體的三維模型包括三維地形,三維建築模型、三維管線模型。這些三維建築模型是數字城市重要的基礎信息之一。

而雷射雷達技術可以快速完成三維空間數據採集,它的優點使它有很廣闊的應用前景。機載雷達系統的組成包括:雷射掃描器、高精度慣性導航儀、應用查分技術的全球定位系統、高解析度數位相機。通過這四種技術的集成可以快速的完成地面三維空間地理信息的採集,經過處理便可得到具有坐標信息的影像數據。利用雷射進行三維建築建模的技術。首先,進行數據預處理。就是結合IMUU記錄的姿勢參數、機載GPS數據、地面基站GPS觀察數據、GPS偏心分量、掃描儀和數位相機各自的偏心分量,進行GPS/IMU聯合解算,得到掃描儀及相機曝光坐標下的軌跡文件,進而得到外方為元素。其次,使用LIDAR數據商業處理軟體將地面數據與非地面數據分離,生成DEM,在利用純地表數據對影像外方位元素通過尋找同名像點的方式進行校正快速生成DOM。DEM和DOM疊加在一起就形成了三維地形模型。最後,為了表達真實的城市面貌對三維建築模型進行紋理貼圖。紋理粘貼的方法常見的有手動粘貼和紋理映射兩種。常用的紋理獲取方法也有兩種,第一種方法是對建築頂部紋理採用航空影像,側面紋理信息為手持相機實地拍攝。第二種方法為傾斜航空攝影。得到紋理後利用專業軟體進行紋理面的選擇、勻光處理等將反應建築現狀的影像信息映射在對應的模型上就達到了反映城市現狀的目的。

雷射雷達技術在大氣環境監測中的應用

雷射雷達由於探測波長短、波束定向性強,能量密度高,因此具有高空間解析度、高的探測靈敏度、能分辨被探測物種和不存在探測盲區等優點,已經成為目前對大氣進行高精度遙感探測的有效手段。利用雷射雷達可以探測氣溶膠、雲粒子的分布、大氣成分和風場的垂直廓線,對主要汙染源可以進行有效監控。

對大氣汙染物分布的觀測。當雷射雷達發出的雷射與這些漂浮粒子發生作用時會發生散射,而且入射光波長與漂浮粒子的尺度為同一數量級,散射係數與波長的一次方成反比,米氏散射雷射雷達依據這一性質可完成氣溶膠濃度、空間分布及能見度的測定。

差分雷射雷達主要用於大氣成分的測定。差分雷射雷達的測試原理是使用雷射雷達發出兩種不等的光,其中一個波長調到待測物體的吸收線,而另一波長調到線上吸收係數較小的邊翼,然後以高重複頻率將這兩種波長的光交替發射到大氣中,此時雷射雷達所測到的這兩種波長光信號衰減差是待測對象的吸收所致,通過分析便可得到待測對象的濃度分布。

在大氣中間層金屬蒸氣層的觀測主要採用螢光共振散射雷射雷達。其原理是利用Na、K、Li、Ca等金屬原子作為示蹤物開展大氣動力學研究。由於中間層頂大氣分子密度較低,瑞利散射信號十分微弱,而該區域內的鈉金屬原子層由於其共振螢光截面比瑞利散射截面高几個數量級,因此,利用鈉螢光雷達研究鈉層分布,進而研究重力波等有關性質更展示其獨有的特性。

雷射雷達在油氣直接勘察中的應用

利用遙感直接探測油氣上方的烴類氣體的異常是一種直接而快捷的油氣勘探方法。雷射雷達是雷射技術和雷達技術相結合的產物,將其應用於油類勘測已經成為可能。雷射器的工作波長範圍廣,單色性好,而且雷射是定向輻射,具有準直性,測量靈敏度高等優點,使其在遙感方面遠優於其他傳感器。

雷射雷達由發射系統和接收系統兩大部分組成。發射系統主要包括雷射器和發射望遠鏡;接受系統主要由接收望遠鏡、光電倍增管和顯示器三部分組成。雷射雷達技術是根據雷射光束在大氣中傳輸時,大氣中塵埃微粒和各種氣體分子對雷射產生彌散射,瑞利散射、拉曼散射和共振螢光以及共振吸收等現象,然後利用雷射雷達接收系統收集和記錄上述現象過程中所產生的背向散射光譜,以達到探測大氣成份和濃度的目的。

烴類氣體是油氣田油氣微滲漏的主要指示性氣體,而近地表的烴類氣體從成分上看,主要是由早期的成巖作用、細菌作用和地下熱作用等共同作用的結果。共振吸收雷射雷達在探測氣體分子含量時一般都採用各種可調諧雷射器雷射雷達探測氣體的探測靈敏度,是指雷射雷達所能接收到的雷射功率細微變化的能力。探測的距離和被測氣體分子的吸收截面是影響探鍘靈敏度的主要因素。據研究資料介紹,吸收截面越大靈敏度越高;而探測距離越大,靈敏度越高。而路徑與靈敏度之間的關係是路徑越長,氣體分子對雷射光束的吸收衰減也越強烈,從而使探測靈敏度大大提高。但是,由於存在著雷射光斑的發散和因大氣湍流引起的雷射傳輸方向改變的抖動效應,將使雷射的有效利用率減小,即信噪比下降,從而影響汙染氣體分子含量的探測精度。因此探測距離以數公裡為宜。

利用雷射雷達進行氣象研究

雷射雷達是一種非常重要的氣象儀器,它是基於電磁能量會從目標反射回來的檢測原理。像雷達一樣,有關目標的性質、距離、角度等數據都可以通過光的散射給我們提供出來。其比雷達更為優秀的是它不僅可以在微波區域進行操作,而且可以在可見光、紅外光或更短的區域進行操作。雷射雷達是雷達在光學電磁頻譜上的一個延拓。由雷射發射機生成一個短脈衝的能量再針對一個目標發射出去。目標輻射出的散射波由接收光學系統收集並且集中到一個敏感的探測器上,它將入射光的能量轉換成一個電信號,經過放大信號處理後再進行使用。

在斯坦福研究所開發的第一個比較原始的儀器設計清楚地表明了雷射雷達的應用,如通過雨水或底層的雲的結構探測雲和霧層的位置,上升限度的高度。雷射雷達回波可以清楚的從低海拔地區觀察到一個清晰的連續氣溶膠層,而這對於肉眼來說是不可見。

SRI Mark III的雷射雷達,對稀薄的捲雲的檢測展示了一個更高的水平。它表明一個很高的峰值功率可以穿透雲層,同時形成反射。利用這種現象在不同海波高度觀察時就可以證明幾個不同層的捲雲的存在。 雖然用雷射雷達性能優越,除了優化設計系統中的參數之外,許多技術被利用來改善的雷射雷達系統的性能。例如雷射器的冷卻就是所有雷射器必須解決的問題。雷射雷達脈衝重複頻率較低或泵浦閾值較低時可以採用空氣製冷,而以更大的雷射脈衝能量時必須採用製冷系統來冷卻雷射器。

雷射雷達應用在汽車及交通運輸領域的相關技術

自動泊車技術

自動泊車系統一般在汽車前後四周安裝感應器,這些感應器既可以充當發送器,也可以充當接收器。它們會發送雷射信號,當信號碰到車身周邊的障礙物時會反射回來。然後,車載計算機會利用其接收信號所需時間確定障礙物的位置。也有部分自動泊車系統採用保險槓上安裝攝像頭或者雷達來檢測障礙物。總的來說其原理是一樣的,汽車會檢測到已停好的車輛、停車位的大小以及與路邊的距離,然後將車子駛入停車位。

其工作模式為如下,當汽車移動到前車旁邊時,系統會給駕駛員一個信號,告訴他應該停車的時間。然後,駕駛員換倒擋,稍稍鬆開剎車,開始倒車。然後,車上的計算機系統將接管方向盤。計算機通過動力轉向系統轉動車輪,將汽車完全倒入停車位。當汽車向後倒得足夠遠時,系統會給駕駛員另一個信號,告訴他應該停車並換為前進擋。汽車向前移動,將車輪調整到位。最後,系統再給駕駛員一個信號,告訴他車子已停好。

ACC主動巡航技術

ACC系統包括雷達傳感器、數位訊號處理器和控制模塊。司機設定預期車速,系統利用低功率雷達或紅外線光束得到前車的確切位置,如果發現前車減速或監測到新目標,系統就會發送執行信號給發動機或制動系統來降低車速,使車輛和前車保持一個安全的行駛距離。當前方道路沒車時又會加速恢復到設定的車速,雷達系統會自動監測下一個目標。主動巡航控制系統代替司機控制車速,避免了頻繁地取消和設定巡航控制,使巡航系統適合於更多的路況,為駕駛者提供了一種更輕鬆的駕駛方式。

當前應用到ACC系統上的雷達主要有單脈衝雷達、毫米波雷達、雷射雷達以及紅外探測雷達等。單脈衝雷達和毫米波雷達是全天候雷達,可以適用各種天氣情況,具有探測距離遠、探測角度範圍大、跟蹤目標多等優點。雷射雷達對工作環境的要求較高,對天氣變化比較敏感,在雨雪天、風沙天等惡劣天氣探測效果不理想,探測範圍有限,跟蹤目標較少,但其最大的優點在於探測精度比較高且價格低。紅外線探測在惡劣天氣條件下性能不穩定,探測距離較短,但價格便宜。

自動剎車技術

高致死率的汽車交通事故推動了自動緊急制動系統的發展。自動緊急制動系統的監測系統由一個嵌入格柵的雷達、一個安裝於車內後視鏡前端的攝像頭及一個中央控制器組成。雷達監測汽車前方的物體和距離,而攝像頭探測物體類型型。高清攝像頭監測行人和自行車運動軌跡。中央控制控制器監測全局信息並分析交通狀況。當出現狀況時發出警示信號提醒司機,若司機未能及時做出反應,系統也將強制控制車輛制動。

無人自駕技術

福特公司推出的無人自駕汽車中使用。其名為「雷射雷達系統」,本系統在車頂安裝四個可旋轉雷射雷達傳感器,持續向四周發射微弱雷射束,從而實時勾勒出汽車周圍360度3D街景,同時結合360攝像頭以幫助汽車觀察周圍環境,系統將收集到的信息進行分析,區分恆定不變的固體(車道分隔,出口坡道,公園長椅等)以及不斷移動的物體(受驚的小鹿,行人,迎面而來的車輛等),並將所有的數據都匯總在一起,再根據密西根大學開發的算法判斷周圍環境,從而做出相應的反應。

汽車快速成型技術

於1990年雷射雷達的快速成型技術是在計算機技術、高分子材料技術、雷射技術、CAD/CAM技術、精密機械技術等發展下產生的,雷射雷達掃描系統的快速成型技術主要應用於樣件汽車模型的製作和模具的幵發,這項技術能夠較大的縮短新產品的幵發周期,降低了開發的成本,並且能夠使新產品的市場競爭力得到了提高。還能夠應用在汽車的零部件上,多用於分析和檢驗加工的工藝性能、裝配性能、相關的工裝模具以及測試運動特性、風洞實驗和表達有限元分析結果的實體等。利用雷射雷達的非接觸式測量、高精度、檢測速度快等特點,在汽車車身的三維檢測和幵發設計過程中,雷射雷達得到了廣泛的應用。利用雷射雷達測量得到車身的點雲數據,對車身進行逆向設計,將點雲數據進行預處理,然後進行曲線、曲面、實體模型的重構,最終實現車身模型重現的目的。

雷射雷達與智能交通信號控制

在城市重要交通路口信號控制系統中集成一個地面三維雷射掃描系統,通過雷射掃描儀對一定距離的道路進行連續掃描,獲得這段道路上實時、動態的車流量點雲數據,通過數據處理獲得車流量等參數,根據對東西向和南北向車流量大小的比較以及短暫車流量預測,從而自動調節東西向和南北向信號燈周期。

雷射雷達與交通事故勘查

運用三維雷射掃描儀對事故現場進行三維掃描,現場取證,掃描儀的數據能夠生成事故現場的高質量圖像和細節示意圖,便於後期提取調查和法庭審理。

調查表明,用三維雷射掃描儀採集事故現場數據平均每次減少90分鐘的道路封閉時間。

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  • 從四個維度深度剖析雷射雷達核心技術
    從四個維度深度剖析雷射雷達核心技術雷射雷達(LiDAR)的產業化熱潮來源於自動駕駛汽車的強烈需求。在美國汽車工程師學會(SAE)定義的L3級及以上的自動駕駛汽車之中,作為3D視覺傳感器的雷射雷達彰顯了其重要地位,為自動駕駛的安全性提供了有力保障。
  • 雷射雷達測量技術及其應用分析
    2 雷射掃描測量的關鍵技術雷射掃描器與距離傳感器相結合對對象進行表面形態的測量,這就是雷射掃描測量。其通常是經過雷射發射器、接收器以及時間計數器等構成。通過雷射脈衝發射器,以此驅使一雷射二極體進行雷射脈衝的發射。
  • 無人駕駛之雷射雷達(一):那些你不知道的技術原理和應用領域!
    雷射雷達是一種採用非接觸雷射測距技術的掃描式傳感器,其工作原理與一般的雷達系統類似,通過發射雷射光束來探測目標,並通過搜集反射回來的光束來形成點雲和獲取數據,這些數據經光電處理後可生成為精確的三維立體圖像。
  • 安森美半導體推出dToF雷射雷達方案,滿足測距應用的關鍵需求
    打開APP 安森美半導體推出dToF雷射雷達方案,滿足測距應用的關鍵需求 安森美半導體 發表於 2020-11-10 15:07:08
  • 車載毫米波雷達的原理和應用技術
    來源|牛喀網摘要:本文分析了車載毫米雷達市場應用情況;介紹了其工作原理以及工作波形和工作調頻機制。車載雷達應用市場潛能巨大,有效的保障了行車安全和操控的舒適度。引言毫米波雷達作為汽車主動安全領域關鍵傳感器部件,可有效穿透霧、煙、灰塵,實現全天時、全天候工作負荷要求。
  • 無人駕駛之雷射雷達深度剖析
    這背後一個關鍵技術就是LiDAR,即雷射雷達傳感器,俗稱光達,它也被稱為無人駕駛汽車的眼睛。雷射雷達是自動駕駛的關鍵技術Lidar大致分為機載和地面兩大類應用,其中機載雷射雷達是一種安裝在飛機上的機載雷射探測和測距系統,可以量測地面物體的三維坐標。早在上世紀七十年代,由美國航天局研發,LIDAR測繪技術空載雷射掃瞄技術開始了發展,並且速度飛快,約在1995年開始商業化。除了軍事領域的應用,雷射雷達也迅速向民用市場擴展。
  • 雷射雷達的中場戰事丨深度
    那場比賽跨越了莫哈韋沙漠,試圖以此刺激軍事和商業應用領域的自動駕駛技術研發。在趕製參賽車輛的過程中,DAD團隊藉助此前在無線電和傳感器技術上的積累,開發了可視化環境的感知技術。在很快認識到攝像頭視覺技術的局限性後,霍爾果斷地將研究重點轉向了雷射雷達。據悉,團隊研發的第一臺雷射雷達直徑達30英寸,重量接近100磅。
  • 三角法和TOF雷射雷達大解析
    雷射雷達作為眾多智能設備的核心傳感器,其應用已經非常廣泛。如今我們能夠在無人駕駛小車、服務機器人、AGV叉車、智能路政交通以及自動化生產線上頻頻看到雷射雷達的身影,也足以說明它在人工智慧產業鏈上不可或缺的地位。
  • 廉價化雷射雷達的希望:MEMS雷射雷達 vs 固態雷射雷達 | 雷射雷達...
    雷射雷達遲遲沒有在汽車領域大規模應用,原因顯然是幾萬美元的價格太貴了,可能比車還貴。很多人選擇鑽研深度學習和圖像識別來取消雷射雷達,也有人選擇雷射雷達的廉價化。目前雷射雷達價格高的原因包括了需求量少,組裝和調試成本高。Velodyne公司此前的機械旋轉式產品在車用雷射雷達領域佔據統治地位,後續推出混合固態的產品,成本有所降低,正在逐步研發純固態雷射雷達。Velodyne LiDAR獲得百度與福特1.5億美元的投資,計劃到2020年左右成本降至500美金。
  • 雷射雷達全面分析(二):五大關鍵技術,發射掃描,光束控制,分類
    這是「汽車人參考」的第184篇原創文章隨著無人駕駛熱度逐漸上升,雷射雷達相關新聞撲面而來,這項技術雖然已應用多年,但在無人駕駛領域並不成熟,目前公開的技術資料不多,也很零碎。汽車人參考計劃在春節期間,用萬字長文,共四個篇章全面系統分析雷射雷達,本文為技術篇,主要包含雷射雷達的關鍵技術,技術路線,分類以及一個視頻。
  • 雷射測速與雷達測速的原理與比較
    雷達測速與雷射測速的比較   目前,國際上所採用的流行的「流動電子警察」或「可搬移電子警察」主要由:雷射測速儀、雷達測速儀與攝像機或照相機的組合而成。  一、雷射測速儀  雷射測速儀是採用雷射測距的原理。
  • G.metro可調諧雷射技術在雷射雷達和車聯網產業的應用與實踐
    低成本可調諧雷射技術是一種基於DFB雷射器的流控或溫控技術,可實現C波段ITU標準波長的寬帶、快速可調諧功能,其應用領域可擴展至車聯網(V2X)和雷射雷達(Lidar)方向,實現產業雙向打通和設備共用的局面。在響應國家提速降費號召的大背景下,有助於運營商尋找新的業務方向,開拓新的利潤增長點。
  • 「河南省雷射雷達與大功率應用技術重點實驗室」獲批 將打造成光電領域核心關鍵技術研發基地
    河南日報客戶端記者 劉曉波 尹江勇近日,由中國電科二十七所申報的「河南省雷射雷達與大功率應用技術重點實驗室」順利通過2020年度河南省省級重點實驗室審批。這是繼「河南省空間信息生態環境保護應用重點實驗室」後,中國電科二十七所申報成功的第二個省級重點實驗室,也是該所在光電領域的首個省級重點實驗室。