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首頁 >深圳市京都玉崎電子有限公司> 技術(shù)文章> 什么是激光雷達(dá)傳感器 玉崎
什么是激光雷達(dá)傳感器 玉崎
2024/11/21 08:40:48
激光雷達(dá)傳感器是通過發(fā)射激光并檢測反射光和散射光來測量物體距離和形狀的設(shè)備的稱。
激光雷達(dá)傳感器的LiDAR以“光檢測和測距”的首字母命名，發(fā)音為“騎手”。特別是在檢測光時常用于測量飛行時間，也稱為TOF（Time-of-flight）傳感器。
此外，利用多普勒效應(yīng)的頻率連續(xù)調(diào)制方法也用于高級測量，其名稱為FMCW（頻率調(diào)制連續(xù)波）方法。這種從遠(yuǎn)處測量距離的技術(shù)稱為遙感技術(shù)。
LiDAR傳感器的使用
目前，激光雷達(dá)傳感器通常用于汽車的自動駕駛技術(shù)和智能手機(jī)的圖像檢測技術(shù)，但它是一項(xiàng)歷史悠久的技術(shù)，已經(jīng)在飛機(jī)雷達(dá)和氣象觀測中使用了多年。
近年來，它與 ADAS 一起成為實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)障礙物和周圍車輛檢測等自動駕駛技術(shù)的重要要素，并且正在積極進(jìn)行小型化、低成本化的開發(fā)。
此外，在工廠中，它已開始與圖像處理設(shè)備和智能手機(jī)相機(jī)結(jié)合使用，以在拍照時輔助有效模糊焦點(diǎn)，并作為 VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）和 AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）的技術(shù)。情況。此外，它在蘋果 iPhone 12 Pro 和 iPhone 12 Pro Max 中的采用也極大地提高了 LiDAR 傳感器的度。
激光雷達(dá)傳感器原理
激光雷達(dá)傳感器的原理是由激光作為光源和光接收元件組成，通過某種物理方法接收發(fā)射的激光來測量到物體的距離。例如，在目前*廣泛使用的TOF方法中，將激光束照射到物體上，并測量其通過反射或散射返回所需的時間（飛行時間，TOF）找到距離。
照射激光的方法有兩種：一種是照射寬視場的方法；另一種是向特定方向照射并掃描的掃描方法。
1.廣域照射法
它也被稱為TOF 相機(jī)，因?yàn)樗捎脤捯晥稣丈浞椒ǎ虼丝梢韵衿胀ㄏ鄼C(jī)一樣使用。 TOF相機(jī)只需單次光照射即可一次性獲取整個視場的信息，而且光學(xué)系統(tǒng)極其簡單，因此設(shè)備成本相對較低。
但由于激光束需要擴(kuò)散覆蓋整個傳感器，因此帶來的問題是每個像素的光子密度下降，缺點(diǎn)是容易受環(huán)境光等影響，測量距離短。有。
2、掃描方式
另一方面，掃描方法使用鏡子來掃描激光束。有掃描每個像素的點(diǎn)掃描方法和掃描每行的線掃描方法。前一種方法精度高，但需要較長的測量時間，因此當(dāng)不需要高空間分辨率時，采用具有相反特性的線掃描方法。
1. TOF法與FMCW法的區(qū)別
LiDAR傳感器有兩種檢測方法：TOF（飛行時間）和FMCW（連續(xù)頻率調(diào)制），但主要區(qū)別在于距離檢測方法中使用的物理量。 TOF 方法通過測量激光以脈沖照射目標(biāo)物體并反射所需的時間來測量距離，但在 FMCW 方法中，當(dāng)在改變頻率的同時照射連續(xù)波時，可以使用以下方法來測量長度：來自目標(biāo)物體的反射波的多普勒效應(yīng)。
TOF方法原理上更簡單，可以降低激光雷達(dá)傳感器的成本。然而，由于很難區(qū)分照射到物體上的激光束是由你還是其他人發(fā)出的，因此對于當(dāng)前的自動駕駛技術(shù)而言，它不太可能是一項(xiàng)有前途的技術(shù)，并且需要更*的測量方法。正在展現(xiàn)希望。
FMCW方法在自動駕駛方面還存在需要克服的問題，例如限制測量距離和降低成本的相干性問題，但目前主要是世界各地的研究機(jī)構(gòu)正在開展更*的研究和開發(fā)來克服這些問題。積極開展。
2. 激光雷達(dá)傳感器攝像頭
LiDAR 傳感器和攝像頭通常是分開的。然而，如果LIDER傳感器和相機(jī)是獨(dú)立的單元，當(dāng)LiDAR傳感器和相機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)合時會出現(xiàn)輕微的視差，從而無法實(shí)現(xiàn)高精度。因此，出現(xiàn)了一種將攝像頭和激光雷達(dá)傳感器合二為一的傳感器。
使用這種類型的傳感器，可以通過結(jié)合相機(jī)和 LiDAR 傳感器數(shù)據(jù)來生成高分辨率 3D 圖像。此外，由于它能夠?qū)崿F(xiàn)無視差或畸變差異的高精度測量，因此有望用作車載傳感器。
3、激光雷達(dá)傳感器需求預(yù)測
近來，以豐田汽車為首的自動駕駛技術(shù)研發(fā)活躍，激光雷達(dá)傳感器和激光產(chǎn)業(yè)也隨之升溫。
激光雷達(dá)傳感器的LiDAR以“光檢測和測距”的首字母命名，發(fā)音為“騎手”。特別是在檢測光時常用于測量飛行時間，也稱為TOF（Time-of-flight）傳感器。
此外，利用多普勒效應(yīng)的頻率連續(xù)調(diào)制方法也用于高級測量，其名稱為FMCW（頻率調(diào)制連續(xù)波）方法。這種從遠(yuǎn)處測量距離的技術(shù)稱為遙感技術(shù)。
LiDAR傳感器的使用
目前，激光雷達(dá)傳感器通常用于汽車的自動駕駛技術(shù)和智能手機(jī)的圖像檢測技術(shù)，但它是一項(xiàng)歷史悠久的技術(shù)，已經(jīng)在飛機(jī)雷達(dá)和氣象觀測中使用了多年。
近年來，它與 ADAS 一起成為實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)障礙物和周圍車輛檢測等自動駕駛技術(shù)的重要要素，并且正在積極進(jìn)行小型化、低成本化的開發(fā)。
此外，在工廠中，它已開始與圖像處理設(shè)備和智能手機(jī)相機(jī)結(jié)合使用，以在拍照時輔助有效模糊焦點(diǎn)，并作為 VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）和 AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）的技術(shù)。情況。此外，它在蘋果 iPhone 12 Pro 和 iPhone 12 Pro Max 中的采用也極大地提高了 LiDAR 傳感器的度。
激光雷達(dá)傳感器原理
激光雷達(dá)傳感器的原理是由激光作為光源和光接收元件組成，通過某種物理方法接收發(fā)射的激光來測量到物體的距離。例如，在目前*廣泛使用的TOF方法中，將激光束照射到物體上，并測量其通過反射或散射返回所需的時間（飛行時間，TOF）找到距離。
照射激光的方法有兩種：一種是照射寬視場的方法；另一種是向特定方向照射并掃描的掃描方法。
1.廣域照射法
它也被稱為TOF 相機(jī)，因?yàn)樗捎脤捯晥稣丈浞椒ǎ虼丝梢韵衿胀ㄏ鄼C(jī)一樣使用。 TOF相機(jī)只需單次光照射即可一次性獲取整個視場的信息，而且光學(xué)系統(tǒng)極其簡單，因此設(shè)備成本相對較低。
但由于激光束需要擴(kuò)散覆蓋整個傳感器，因此帶來的問題是每個像素的光子密度下降，缺點(diǎn)是容易受環(huán)境光等影響，測量距離短。有。
2、掃描方式
另一方面，掃描方法使用鏡子來掃描激光束。有掃描每個像素的點(diǎn)掃描方法和掃描每行的線掃描方法。前一種方法精度高，但需要較長的測量時間，因此當(dāng)不需要高空間分辨率時，采用具有相反特性的線掃描方法。
1. TOF法與FMCW法的區(qū)別
LiDAR傳感器有兩種檢測方法：TOF（飛行時間）和FMCW（連續(xù)頻率調(diào)制），但主要區(qū)別在于距離檢測方法中使用的物理量。 TOF 方法通過測量激光以脈沖照射目標(biāo)物體并反射所需的時間來測量距離，但在 FMCW 方法中，當(dāng)在改變頻率的同時照射連續(xù)波時，可以使用以下方法來測量長度：來自目標(biāo)物體的反射波的多普勒效應(yīng)。
TOF方法原理上更簡單，可以降低激光雷達(dá)傳感器的成本。然而，由于很難區(qū)分照射到物體上的激光束是由你還是其他人發(fā)出的，因此對于當(dāng)前的自動駕駛技術(shù)而言，它不太可能是一項(xiàng)有前途的技術(shù)，并且需要更*的測量方法。正在展現(xiàn)希望。
FMCW方法在自動駕駛方面還存在需要克服的問題，例如限制測量距離和降低成本的相干性問題，但目前主要是世界各地的研究機(jī)構(gòu)正在開展更*的研究和開發(fā)來克服這些問題。積極開展。
2. 激光雷達(dá)傳感器攝像頭
LiDAR 傳感器和攝像頭通常是分開的。然而，如果LIDER傳感器和相機(jī)是獨(dú)立的單元，當(dāng)LiDAR傳感器和相機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)合時會出現(xiàn)輕微的視差，從而無法實(shí)現(xiàn)高精度。因此，出現(xiàn)了一種將攝像頭和激光雷達(dá)傳感器合二為一的傳感器。
使用這種類型的傳感器，可以通過結(jié)合相機(jī)和 LiDAR 傳感器數(shù)據(jù)來生成高分辨率 3D 圖像。此外，由于它能夠?qū)崿F(xiàn)無視差或畸變差異的高精度測量，因此有望用作車載傳感器。
3、激光雷達(dá)傳感器需求預(yù)測
近來，以豐田汽車為首的自動駕駛技術(shù)研發(fā)活躍，激光雷達(dá)傳感器和激光產(chǎn)業(yè)也隨之升溫。
