亚洲精品无码人妻系列|久久综合激激的五月天|伊人久久大线蕉香港三级|色青青草原桃花久久综合|国产精品一区二区久久毛片|精品无码久久久久一区二区|亚洲精品人成网在线播放影院|国产精品自产拍在线观看蜜浪潮

從光學(xué)視角來(lái)看，激光雷達(dá)可以認(rèn)為是基于光學(xué)收發(fā)的時(shí)空匹配系統(tǒng)：基于飛行時(shí)間的直接或間接探測(cè)是時(shí)間維度的匹配；各類光學(xué)收發(fā)系統(tǒng)以及對(duì)應(yīng)的空間位置關(guān)系是空間維度的匹配。激光雷達(dá)按照光學(xué)掃描方式的不同，可以分為機(jī)械式、半固態(tài)和全固態(tài)激光雷達(dá)這幾大類；激光雷達(dá)不同掃描方式一直是多種技術(shù)路線并行研發(fā)，目前市面上主流的長(zhǎng)距離激光雷達(dá)掃描方式為轉(zhuǎn)鏡類和MEMS類，但以Flash為代表的全固態(tài)激光雷達(dá)，被認(rèn)為是長(zhǎng)期發(fā)展的方向。

1機(jī)械式轉(zhuǎn)鏡掃描方案

機(jī)械式激光雷達(dá)最早進(jìn)入市場(chǎng)，它是在發(fā)射模塊在垂直方向上排布多線激光器，然后發(fā)射模塊和接收模塊在電機(jī)帶動(dòng)下，進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)掃描，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，是目前最容易通過(guò)車廠認(rèn)證、應(yīng)用最廣的一種技術(shù)路線。

如上圖2所示鐳神智能的32線機(jī)械式激光雷達(dá)，垂直視場(chǎng)角有-16°~15° -18°~14°兩種模式，模式一（圖3）（視場(chǎng)角：-16°~15°）的角分辨率為1°均勻分布，滿足大視場(chǎng)全面覆蓋；模式二（圖4）（視場(chǎng)角為-18°~14°），中間加密區(qū)域的角分辨率為0.33°，滿足前方數(shù)據(jù)集中采集的使用需求。

轉(zhuǎn)鏡路線主要應(yīng)用機(jī)器人產(chǎn)業(yè)、智慧交通（車路協(xié)同路側(cè)感知系統(tǒng)）、自動(dòng)駕駛（多傳感器融合環(huán)境感知系統(tǒng)）、智慧物流（無(wú)人叉車3D SLAM導(dǎo)航系統(tǒng)）、高端安防（三維立體防護(hù)系統(tǒng)）等方面，隨著“非接觸式”服務(wù)的興起，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，轉(zhuǎn)鏡式激光雷達(dá)可以為不同領(lǐng)域的機(jī)器人提供多功能、高性價(jià)比的解決方案，使機(jī)器人能夠在室內(nèi)外的復(fù)雜路況中實(shí)現(xiàn)自主定位、導(dǎo)航、避障等功能。

轉(zhuǎn)鏡路線的核心要素是電機(jī)以及針對(duì)特定波長(zhǎng)高反射率的鍍膜反射鏡，通常轉(zhuǎn)鏡只需保證勻速旋轉(zhuǎn)即可，無(wú)需變速或其他特殊控制，轉(zhuǎn)鏡方案（法雷奧為代表）是第一個(gè)過(guò)車規(guī)、成本可控，可滿足車企性能要求，且實(shí)現(xiàn)批量供貨的技術(shù)方案。

【注：圖2-5均來(lái)源于鐳神智能官網(wǎng)】

2轉(zhuǎn)鏡+振鏡掃描方案

轉(zhuǎn)鏡＋振鏡也是較為成熟的激光雷達(dá)技術(shù)方案，與單獨(dú)的轉(zhuǎn)鏡方案不同，轉(zhuǎn)鏡+振鏡方案靈活度較高，能夠支持 ROI 設(shè)計(jì)（密集掃描重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域，其他區(qū)域保持常規(guī)掃描頻率）。轉(zhuǎn)鏡方案中收發(fā)模塊保持不動(dòng)，電機(jī)在帶動(dòng)轉(zhuǎn)鏡運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中將光束反射到空間一定范圍中，從而實(shí)現(xiàn)掃描探測(cè)。

圖達(dá)通的獵鷹 (Falcon)激光雷達(dá)采用的就是轉(zhuǎn)鏡+振鏡方案，而且作為蔚來(lái)NT2.0平臺(tái)的Aquila超感系統(tǒng)標(biāo)配已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)交付，可以實(shí)現(xiàn)最遠(yuǎn)500米的探測(cè)距離，250米的標(biāo)準(zhǔn)探測(cè)距離，最高可以達(dá)到0.05°*0.05°的角分辨率；其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖4所示，其中轉(zhuǎn)鏡負(fù)責(zé)水平掃描，振鏡負(fù)責(zé)垂直掃描，轉(zhuǎn)鏡采用的是五邊形能夠達(dá)到120度的水平視場(chǎng)角，棱鏡棱數(shù)越多水平視場(chǎng)角就越小，實(shí)際中采用的是光纖一分四，四線同時(shí)掃描。

此種設(shè)計(jì)的一大優(yōu)勢(shì)在于能夠動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)ROI，靈活調(diào)整感興趣區(qū)域，更好地追蹤目標(biāo)，更好的保障L2+輔助駕駛對(duì)安全的要求；其實(shí)現(xiàn)方式是在垂直方向上，可以降低振鏡在某一角度區(qū)間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)速度，則對(duì)應(yīng)垂直角度范圍內(nèi)掃描點(diǎn)會(huì)更密集，由于轉(zhuǎn)鏡的轉(zhuǎn)速是恒定不變的，因此只需周期性提升激光器點(diǎn)頻，在特定的水平視場(chǎng)角內(nèi)也可以實(shí)現(xiàn)設(shè)定的ROI（圖7）。

【注：圖6-7均來(lái)源于未來(lái)智庫(kù)】

3MEMS振鏡掃描方案

MEMS振鏡是半固態(tài)激光雷達(dá)的另一種主流路線，在MEMS方案中激光收發(fā)模塊固定不動(dòng)，微振鏡在靜電、電磁、電熱或壓電驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，整體方案取消了笨重的電機(jī)、轉(zhuǎn)鏡等機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，提高了激光雷達(dá)的可靠性。

速騰M1就是采用MEMS掃描模式的代表，其整機(jī)具備5個(gè)激光收發(fā)模組，與收發(fā)模組對(duì)應(yīng)的是5個(gè)固定反射鏡，激光器的光束經(jīng)過(guò)反射鏡反射到中央的MEMS振鏡上，并隨著MEMS振鏡的不斷振動(dòng)實(shí)現(xiàn)5條光束的同時(shí)掃描（圖9）。

由于MEMS振鏡振動(dòng)的角度范圍比較有限，所以實(shí)現(xiàn)水平方向較大的掃描角度時(shí)需要5個(gè)激光器各自負(fù)責(zé)20多度的一個(gè)扇區(qū)，拼合起來(lái)實(shí)現(xiàn)與轉(zhuǎn)鏡路線相同的水平視場(chǎng)角（圖10-圖11）。

M1激光雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)200米的測(cè)距，幀率10Hz，如下圖12所示通過(guò)5個(gè)激光器的掃描視場(chǎng)拼接，可以實(shí)現(xiàn)120°*25°的視場(chǎng)角，水平和垂直的平均角分辨率0.2°，幀率和分辨率也可以根據(jù)需要來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

MEMS方案通過(guò)高速振動(dòng)的微振鏡代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械旋轉(zhuǎn)裝置，可以減少激光器和探測(cè)器的使用數(shù)量，降低成本和體積。但MEMS本身就是由非常細(xì)小的懸臂梁來(lái)固定和控制的，在車載環(huán)境下的振動(dòng)和沖擊會(huì)影響微振鏡的使用壽命。同時(shí)，要想提高M(jìn)EMS的探測(cè)距離，還需要提高鏡面尺寸，MEMS振鏡的成本也相應(yīng)就越大。

【注：圖8-11均來(lái)源于速騰聚創(chuàng)官網(wǎng)，圖12來(lái)源未來(lái)智庫(kù)】

4雙楔形棱鏡掃描方案

雙楔形棱鏡是Livox主要采用的掃描方案，其由兩塊同軸放置的楔形棱鏡組成，隨著兩個(gè)棱鏡以不同速度旋轉(zhuǎn)，將在前方掃出類似花瓣?duì)畹膱D樣（圖13）。

這一方案最大的優(yōu)勢(shì)在于成本低、節(jié)約激光器和接收器，Livox Mid-40官網(wǎng)售價(jià)僅￥3999，采用獨(dú)特的非重復(fù)掃描方式，視場(chǎng)覆蓋率將隨時(shí)間推移而顯著提高，可減小視場(chǎng)內(nèi)物體被漏檢的概率。

如下圖14-15所示，當(dāng)積分時(shí)間為 0.1 s 秒時(shí)，覓道-40 的視場(chǎng)覆蓋率與 32 線產(chǎn)品相近；當(dāng)積分時(shí)間為 0.5 s 秒時(shí)，覓道-40 的視場(chǎng)覆蓋率與 64 線產(chǎn)品相當(dāng)。

隨著積分時(shí)間的繼續(xù)增加，最終視場(chǎng)覆蓋率接近 100%（圖16）。

電機(jī)的轉(zhuǎn)速限制了掃描的幀率，所以產(chǎn)品的主要應(yīng)用場(chǎng)景為移動(dòng)機(jī)器人、配送機(jī)器人、安防、測(cè)繪、車路協(xié)同等方向（圖17）。

LIVOX新推出的車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)浩界HAP官網(wǎng)售價(jià)￥7999，其掃描方式采用巧妙的旋鏡式類固態(tài)技術(shù)方案，與覓道Mid40采用的是相同原理，不同的是HAP 探測(cè)距離提升至150米，橫向視場(chǎng)角為120°，相比縱向的掃描范圍明顯增加（圖18）。

如下圖19所示，其實(shí)現(xiàn)方式是在兩片楔形棱鏡的基礎(chǔ)上再加一片，通過(guò)三片棱鏡的旋轉(zhuǎn)配合來(lái)實(shí)現(xiàn)類似矩形的掃描區(qū)域，HAP 角分辨率高達(dá) 0.18°*0.23°, 其中感興趣區(qū)域（ROI, Region of Interest）的點(diǎn)云密度可等效 144 線激光雷達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)“超幀率”探測(cè)，即在汽車行駛過(guò)程中，HAP的感興趣區(qū)域?qū)?huì)以兩倍于其他區(qū)域的頻率進(jìn)行掃描。

更密的點(diǎn)云輸出帶來(lái)更豐富的環(huán)境感知，讓算法可以更精準(zhǔn)地檢測(cè)到遠(yuǎn)處行人、自行車、雪糕桶等細(xì)小目標(biāo)物體，為高速行駛或復(fù)雜場(chǎng)景中的道路交通參與者提供更高級(jí)別的安全保障。

【注：圖13來(lái)源未來(lái)智庫(kù)，圖14-19均來(lái)源于Livox官網(wǎng)】

5全固態(tài)激光雷達(dá)方案

相比當(dāng)前量產(chǎn)落地的MEMS、轉(zhuǎn)鏡、棱鏡等半固態(tài)激光雷達(dá)，全固態(tài)激光雷達(dá)整個(gè)機(jī)身完全沒有運(yùn)動(dòng)部件，所以更容易滿足車規(guī)要求，既能在批量生產(chǎn)時(shí)更好地保障產(chǎn)品一致性，在裝車以后也能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜的使用環(huán)境，保證產(chǎn)品可靠性，同時(shí)其還具備數(shù)據(jù)點(diǎn)采樣均勻準(zhǔn)確、體積小方便集成、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可將固態(tài)激光雷達(dá)作為傳感模塊，這對(duì)于未來(lái)自動(dòng)駕駛提供了無(wú)限可能。

全固態(tài)激光雷達(dá)從原理上來(lái)講類似于攝像頭，不同點(diǎn)在于全固態(tài)激光雷達(dá)接收其發(fā)射的主動(dòng)光，所以多了一個(gè)發(fā)射模塊。全固態(tài)激光雷達(dá)在短時(shí)間直接發(fā)射出一大片覆蓋探測(cè)區(qū)域的激光，通過(guò)高度靈敏的接收器，來(lái)完成對(duì)環(huán)境周圍圖像的繪制（圖20）。

目前市面上絕大多數(shù)車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)均為半固態(tài)方案，而且各種方案都已具備車規(guī)級(jí)量產(chǎn)案例，半固態(tài)相比機(jī)械式的核心優(yōu)勢(shì)在于成本與車規(guī)；對(duì)于轉(zhuǎn)鏡類激光雷達(dá)，具體方案上轉(zhuǎn)鏡可以單獨(dú)工作，也可以搭配振鏡，或采用線光斑掃描等方式，而轉(zhuǎn)鏡加振鏡方式的一大優(yōu)勢(shì)在于能夠靈活調(diào)節(jié)ROI；而MEMS方案由于振鏡的尺寸以及振動(dòng)的角度范圍有限，要實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)角的掃描需要多個(gè)激光器進(jìn)行視場(chǎng)拼接，對(duì)于裝配精度和穩(wěn)定性等要求較高；而對(duì)于楔形棱鏡同軸旋轉(zhuǎn)的方案，優(yōu)勢(shì)在于成本低、節(jié)約激光器和接收器，而劣勢(shì)在于幀率不足外圈掃描點(diǎn)數(shù)不足。

激光雷達(dá)在短期維度的主流方案為半固態(tài)的MEMS、轉(zhuǎn)鏡式，主要原因在于半固態(tài)在硬件架構(gòu)上做了簡(jiǎn)化，使得制造成本降低，是當(dāng)前最接近車規(guī)級(jí)應(yīng)用的方案；但是從長(zhǎng)期維度、技術(shù)維度來(lái)看純固態(tài)為最優(yōu)方案，一方面在于其通過(guò)半導(dǎo)體工藝能把激光雷達(dá)一些核心部件集成在芯片上，集成度進(jìn)一步提高的同時(shí)成本降低；另一方面在于全固態(tài)激光雷達(dá)不僅體積小，而且由于沒有運(yùn)動(dòng)部件，可靠性也更高。