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激光雷达lidar知识点滴

激光雷达lidar知识点滴 LiDAR(Light Detection and Ranging),它是激光探测和测距系统的缩写,也被称为Laser Radar [1] 或LADAR(Laser Detection and Ranging)。 主动遥感设备采用激光器作为发射光源,采用光电探测技术。激光雷达是激光技术与现代光电探测技术相结合的先进探测方法。发射系统、接收系统 、由信息处理等部分组成。发射系统由二氧化碳激光器、钕铝石榴石激光器、半导体激光器、波长可调固体激光器、光学扩展单元等各种形式的激光器组成;接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外线和可见光多元化探测器件。激光雷达采用脉冲或连续波两种工作方法。根据检测原理,可分为米散射、瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等激光雷达。 激光雷达(英语:Laser Radar),雷达系统具有发射激光束探测目标的位置、速度等特点。其工作原理是将探测信号(激光束)发射到目标,然后将接收到的信号(目标回波)与发射信号进行比较。经过适当处理后,可以获得目标距离、方向、高度、速度、姿势甚至形状等相关信息,从而探测、跟踪和识别飞机、导弹等目标。它由激光发射机、光学接收机、转盘和信息处理系统组成。激光发射电脉冲到光脉冲,然后将目标反射的光脉冲恢复到电脉冲并发送到显示器。 本文参考文献链接 https://baike.baidu.com/item/激光雷达/2374379fr=aladdin https://mp.weixin.qq.com/s/ysETJJiUDSv2VwJti8A6pA https://mp.weixin.qq.com/s/m8ClcPulVogEGSUiKGrzug https://maimai.cn/article/detail?fid=1727536333&efid=ytv0cEz1AFwodMFz5iwTzQ&share_channel=2&webid=eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ1IjoyMjgyMzM0MzMsImZpZCI6MTcyNzUzNjMzM30.Fex0xrlsL5RMokoneoefZnpaiLYKjEdjEBC9onZWtaY&use_rn=1&_share_channel=wechat 激光雷达应该安装在哪里?

集中的双激光雷达方案引发了激烈的讨论。那么,激光雷达应该安装在哪里呢?不同位置对其性能有什么影响?

一旦汽车机器人的双激光雷达方案一经公布,就引发了热议。 激光雷达应该安装在哪里?这个看似琐碎的问题吸引了所有的老板,李翔、何小鹏和集度CEO夏一平纷纷发表意见。 在集中之前,大多数车载激光雷达都安装在车顶或前保险杠上。在前盖上安装两个可伸缩的激光雷达可以说是一个非常开创性的解决方案。 考虑到实用性,这个方案怎么样? 01 理想与集度方案 集度对其双激光雷达方案的描述是:不但特色鲜明,外观十分加分,配置双激光雷达也显示出安全优势。 首先,与单雷达设计的120度相比,双激光雷达的点云视野更广、更安全。FOV,车头双雷达可达180度水平FOV覆盖。 在行车场景中,如鬼探头等行车场景中,对左右行人或障碍物的识别能力较强。 其次,车辆关键区域的识别更准确,在车辆前方60度FOV在该区域内,双激光雷达可以加倍重叠,目标的点云数据更多,识别精度更高。 第三,在高级自动驾驶的冗余安全方面,双激光雷达比单激光雷达方案更可靠。 李想几乎在第一时间发表评论: 在车顶上放一个,在盖子或保险杠上放两个,性能没有区别,甚至头顶的单个性能也会更好。但在行人碰撞、维修成本和振动控制(链接主车身)方面,车顶是最好的。唯一的问题是车顶激光雷达的形状需要适应,因为它太像机动战士高达了。” 当然,李想自己的理想L9是车顶激光雷达方案。

第二天,夏一平也立即回应: 还是有区别的,120度FOV和180度的FOV还是不一样,解决的corner case也不一样,所以产品的能力和体验甚至安全性都不一样。” 李想大概也认可了这些优势。但与此同时,他也认为,激光雷达不应该放在汽车的前盖上,因为它不能通过最新的行人碰撞法规。 集度营销增长负责人张佳豪在媒体交流会上表示,目前公布的激光雷达方案是在车前盖上左右对称安装两个激光雷达,不用时可升降收缩。 这是集度概念车的方案。不排除后续量产时改变安装方式的可能性。 02 不同安装位置对覆盖面的影响 车前盖两个方案好还是车顶一个方案好? 目前两种方案各有优缺点。 智驾网咨询了激光雷达系统量产解决方案供应商亮道智能,测试过国内外多款不同路线的激光雷达,并对激光雷达的量产有着深入的理解。 亮道智能认为,安装高度的差异对的差异化,地面线盲区越高越大。但与此同时,视野会更好,可以通过前车检测到前车。 屋顶需要考虑视角(FOV)下边缘和车顶盖的位置,因此根据车型的不同,通常会有几度的下倾适应。如果安装在引擎盖位置,一般引擎盖相对平坦,需要激光雷达向上倾斜,牺牲部分激光雷达FOV。 这里的影响主要是激光雷达的垂直FOV。一般垂直FOV以理想和集度使用的禾赛较小AT128为例,水平FOV与垂直FOV分别为120度和25.4度。 机械激光雷达采用旋镜模式,水平FOV可达360度。 但暂时只考虑垂直FOV。智激光雷达安装在不同位置时,智驾君利用速腾聚创的图例来显示对垂直视野的影响。 可以看出,在垂直视野中,激光雷达的安装位置越高,视野越远,但附近的盲区相对较大。 因此,在覆盖面方面,如果在车顶安装前激光雷达,则在车辆四角补充2-4个中短距离激光雷达更安全。这也是亮道智能认为的合理配置。 当然,这取决于汽车公司安装激光雷达的需要。在考虑性价比的前提下,如果更注重近处障碍物的识别,选择在较低的位置安装激光雷达可以尽量减少近处的盲区。 如奔驰具备L三级自动驾驶辅助功能EQS。要实现的L3级自动驾驶能力为高速拥堵,速度小于60km/h自动驾驶,法雷奥第二代SCALA激光雷达可以在前保险杠中间安装。

但是,当安装位置较低时,也要考虑其他传感器的配合,容易被前方遮挡。

集中安装在车前盖上的方案属于中间位置。在采用AT128激光雷达本身具有10%反射率下200米探测距离的前提,视野适中。 若在高速场景下,一般近处障碍物较少,车顶激光雷达对远处视野较好。使用该方案的包括威来ET7,包括理想L9。 当然,土豪的话,全方位覆盖自然是最好的。 集度双激光雷达方案的优点主要体现在水平上FOV上。 首先,由于目前量产车的激光雷达主要是半固态的,无法达到机械360度水平FOV。至于为什么不用机械,一方面贵,另一方面丑。 理想L和集度使用的和赛AT128激光雷达水平FOV为120度。 使用两个激光雷达的优点是显而易见的。在水平FOV单个激光雷达只能覆盖120度,两个只能覆盖180度。在前60度重叠区域,由于点云密度高,识别能力强,精度高。

当然,这里讨论的只是考虑在所有其他变量相同的情况下安装在不同的位置FOV的影响。从实际效果上来说,自然还受到激光雷达自身性能的影响。 就水平FOV,小鹏说,他考虑在屋顶上安装两个激光雷达。一开始,我想在屋顶上放两个,但无论如何设计,它们都类似于兔子耙耳朵,后来我放弃了。 03 外观、工程等方面的影响 它涉及到选择安装位置时的其他考虑,如外观。 李翔说,安装在车顶上的唯一问题是它太像高达士兵了,需要适应。

不得不说,理想L9的车顶激光雷达造型确实让人一言难尽,蔚来的处理还算顺眼。 但无论如何设计,在车顶上安装激光雷达都会不可避免地增加一个鼓包。这不仅会影响外观,还会影响汽车的风阻性能。

最后,小鹏选择安装在两侧大灯处进行隐蔽处理。

奥迪最早配备激光雷达A8和奔驰EQS,激光雷达硬件也集成在保险杠上,对外观影响不大。 此外,在选择安装位置时,还需要考虑许多细节,如工程问题。 例如,梁道智能认为,从工程角度来看,激光雷达安装在车顶上,受泥浆和碎石冲击的影响相对较小。 但安装在车顶上,很难控制清洁装置的使用。此外,由于夏季阳光照射,屋顶的温度可能过高,这也会增加产品的老化速度。 弹出式装机方案的主要挑战在于工程可靠性。例如,在使用过程中,由于机械老化、振动等原因导致安装角度偏移,对在线错位检测和纠正的要求较高。 正如李翔所提出的,在车前盖上安装激光雷达存在行人保护隐患,不能通过最新的行人碰撞法规。目前,市场上的汽车前盖通常设计得更柔软、更有弹性,以减少与行人碰撞时的伤害,但激光雷达显然不能满足这一要求。 同时,前盖的位置也容易在日常小碰撞中变形,导致激光雷达损坏,从而增加轻微事故的维护成本。 激光雷达放在哪里不是一个单线思维问题合考虑感知性能、安全性、成本、外观和工程等因素后的平衡和选择。 04 多激光雷达方案 如果不考虑成本,在车顶安装前长距离激光雷达,在车身安装2-4个中短距离激光雷达是合理安全的方案。盘点几个不差钱的方案。 威马M7位于车顶和挡泥板两侧备3个激光雷达,采用速腾聚创M1.水平探测范围达到330度。

高调宣称“4颗以下别说话”的沙龙汽车,更是为“机甲龙”配置了4颗激光雷达。机甲龙采用华为96线激光雷达,从官网图来看,4颗的位置应该是分别放在车顶一颗,车头两侧各一颗,以及车尾一颗。

3月份发布的路特斯也采用了4个激光雷达方案ELETRE,配备4个雷达,两个可伸缩的128线激光雷达,也来自和赛。前轮眉两个,车顶前后一个。

多激光雷达方案基本采用上述车顶前激光雷达及周围盲修补方案。应该说,传感器端的安全性值得肯定。 当然,考虑到激光雷达的成本,这些车的价格并不便宜。 05 结语 2022年被称为激光雷达上车的第一年。所谓元年,就是没有前人的经验可供参考。 在激光雷达量产上车的过程中,还在探索要达到什么效果,采用什么技术路线,使用多个激光雷达,如何安装。 就像现在还没有论什么技术路线的激光雷达更优,安装在什么位置也没有定论,需要视主机厂不同的需求来确定。 亮道智能表示,激光雷达的量产是个漫长的过程,从硬件落地到真正实现量产上车还有很长一段路要走。在与国外主机厂合作激光雷达上车量产时,对方会提供厚厚几本资料,其中详细罗列了工程要求。安装位置的考量只是极小的一个部分。 国内的主机厂尚未形成这样的规范。各家采用什么技术,如何安装都还处于百花齐放的状态。激光雷达的上车量产有着多种可能。 路特斯搭载4颗激光雷达,禾赛,速腾聚创再下一城 2022年3 月 30 日消息,路特斯于伦敦时间 3 月 29 日 19:30(北京时间 3 月 30 日 2:30)正式发布旗下首款纯电 SUV 车型 ——ELETRE,新车有望于今年下半年在武汉智能工厂实现正式投产,2023 年在中国、英国以及欧洲市场上市。 第二款搭载4颗激光雷达车型 据悉Eletre搭载了4颗激光雷达,这是继长城机甲龙后第2款搭载4颗激光雷达的车型,给大家介绍一下该车型的驾驶辅助传感器情况。 路特斯Eletre除了搭载 2 颗英伟达 Orin 芯片,Eletre 搭载了 34 个驾驶辅助传感器: • 4 颗激光雷达 • 6 颗毫米波雷达 • 12 颗超声波雷达 • 4 颗 200 万环视摄像头 • 7 颗 800 万辅助驾驶摄像头 • 1 颗车内摄像头 另外,Eletre 还搭载了 2 颗高通 8155 芯片,支持超级图像渲染、支持 3D 影像等功能。

据悉,路特斯Eletre 的激光雷达位于前挡风玻璃的顶部,以及两侧的前轮拱,为伸缩式激光雷达,配合车顶曲线、隐藏式门把手等设计,不仅让整车的造型十分美观,确保了超低风阻系数。

关于激光雷达供应商 从视频中激光雷达的位置推测,位于前挡风玻璃顶部的激光雷达主要是实现ADAS测距功能,属于长距激光雷达。位于前轮两侧的激光雷达应该是补盲作用为短距激光雷达。 Eletre前向激光雷达AT128 据了解长距激光雷达的供应商是禾赛科技,大概率采用禾赛科技的AT128,目前,禾赛AT128已经获得超过全球数百万台的主机厂前装量产定点,包括理想、集度、高合、路特斯等。

AT128核心指标

AT128图像级点云展示

AT128与其他典型混合固态激光雷达探测200米物体对比时长

AT128实测点云展示高清感知 据了解补盲激光雷达的供应商是速腾聚创,大概率采用速腾聚创的M1,除了路特斯,速腾的M1 目前也是全球唯一一款量产交付的车载固态智能激光雷达,已经拿到全球40+车型定点。包括上汽智己、广汽埃安、比亚迪、极氪、小鹏、Lucid等,除了乘用车还有商用车,如一汽解放等。

据官方介绍,M1 通过一系列专利技术,可以保障点云数据质量在各类驾驶场景中的安全可靠性,从产品侧消除业界的棘手难题。此外,M1 还内置污迹检测、智能清洗、智能加热、性能检测、电源管理、网路管理等配套功能,达到 ASIL-B 功能安全等级,以帮助车载感知系统达到 ASIL-D 的功能安全设计。

除了打磨高性能、车规级的硬件,速腾还有独特的软硬件创新——MEMS 二维扫描芯片技术赋予 M1 可智能变焦的「凝视」功能,也就是说 M1 可以任意改变横向和纵向的扫描速度从而改变扫描形态,且在收到指令后的下一帧即可完成切换。这项功能类似于摄像头的变焦技术,可以根据驾驶场景调节扫描方式,随时聚焦驾驶者关心的重点感知区域,提升激光雷达感知能力,帮助增强自动驾驶性能。

集度自动驾驶,纯视觉和激光雷达 4月18日,集度再次公开了一小部分其首款概念车型外观,此次重点在于车前灯和车前盖处激光雷达的设计,而激光雷达的上车意味着集度已经敲定了自动驾驶方案的硬件系统。 集度首款汽车机器人概念车前盖(图自集度) 集度智驾负责人王伟宝表示,集度SIMUCar(软件集成模拟样车,Software Integration Mule Car)迭代升级为2.0版本,其自动驾驶系统已加入激光雷达传感器,并与集度自研的高阶自动驾驶智能架构JET1.0(电子电气架构+SOA)实现融合。 据王伟宝介绍,SIMUCar 2.0阶段正在测试开发的纯视觉和激光雷达自动驾驶方案,在算法上可以相互独立,目的在于实现量产车在感知安全上的冗余。与传统方案相比,这两套自动驾驶方案互为备份、相互补充,既能自驱也可协同。 供应链方面,集度的选择是英伟达自动驾驶芯片Orin X和禾赛科技半固态激光雷达AT128。 集度采用了两颗激光雷达,相较于更多的激光雷达方案有一定成本上的优势,相较于单颗激光雷达方案的120度FOV(视场角),可以实现水平180度的FOV覆盖,从而加强汽车在“鬼探头”、左右有遮挡物等行车场景中的识别能力。此外,该方案可在车辆正前方60度FOV的区域内做到加倍重叠,这也是车辆需要重点识别的区域。 对于激光雷达方案的选择,王伟宝告诉界面新闻,集度就半固态或纯固态等方案进行过多方面研判,但作为量产车型,首要考虑点在于量产周期。 “所以激光雷达的产能状态,性能指标,比如FOV、感知盲区、整体尺寸、价格等等,整个(选择)基于所谓创业期的选型。”王伟宝说,“更多还是通过软件定义硬件的方式,考虑实现软件方案需要的是什么。” 与此同时,王伟宝表示,基于对传感器未来技术发展的预判,集度才会做出当下纯视觉和激光雷达相互独立的一套方案。“从视角上来看,随着下一个阶段算法的逐渐提升,传感器的性能可能会走向覆盖更加广泛的场景。”作为车企,希望单一传感器有更广泛的场景识别能力。 SIMUCar是集度用于前置自动驾驶功能和数字智能座舱等开发流程、提升量产效率的研发流程。据介绍,SIMUCar 1.0已在去年12月完成高速、城市双域融通,并在今年2月底完成了与集度智能架构JET1.0的融合适配。 王伟宝表示,SIMUCar1.0和2.0是小学和中学的关系。SIMUCar1.0阶段更专注于自动驾驶的基础能力建设,包括软件架构和相关基础功能逻辑的开发,并与底盘适配;SIMUCar 2.0是提升并形成基础能力的时期,其底层架构已升级为集度自研的高阶自动驾驶智能化架构JET(JIDU Evolving Technology),包含电子电气架构EEA和整车操作系统SOA。 在SIMUCar 2.0阶段,相关的域控制器和传感器,已逐渐达到量产状态,一些基础的自动驾驶能力,包括ADAS功能,泊车,智能交互等,都会逐渐达到量产状态。 不过软硬件解耦的研发方式,也会引起外界对于集度汽车在最终软硬件适配度方面的疑惑。 对此,王伟宝解释称,这一问题的核心在于团队所做的JET,后者几乎提供了所有智能化所涉及的整车电子电器架构,包括核心域控、传感器及其之间的通路等等,这可以保证车辆完成软硬解耦开发。 “今年年底的时候,真正跟真实的车辆去联调。”但由于95%甚至98%的软件开发功能已经基于JET开发完成,联调工作比例会非常小。

参考链接 https://baike.baidu.com/item/%E6%BF%80%E5%85%89%E9%9B%B7%E8%BE%BE/2374379?fr=aladdin https://mp.weixin.qq.com/s/ysETJJiUDSv2VwJti8A6pA https://mp.weixin.qq.com/s/m8ClcPulVogEGSUiKGrzug https://maimai.cn/article/detail?fid=1727536333&efid=ytv0cEz1AFwodMFz5iwTzQ&share_channel=2&webid=eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ1IjoyMjgyMzM0MzMsImZpZCI6MTcyNzUzNjMzM30.Fex0xrlsL5RMokoneoefZnpaiLYKjEdjEBC9onZWtaY&use_rn=1&_share_channel=wechat

标签: 激光器激光二极管聚焦半导体激光管二极管

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