激光雷達(dá)成像原理

激光雷達(dá)是一種綜合的光探測與測量系統(tǒng)，通過發(fā)射接受激光束，分析激光遇到目標(biāo)對象后的折返時(shí)間，計(jì)算出目標(biāo)對象與車的相對距離。目前常見的有16線、32線、64線激光雷達(dá)。激光雷達(dá)線束越多，測量精度越高，安全性越高。

多束激光線同時(shí)發(fā)射，并配合激光雷達(dá)的旋轉(zhuǎn)便得到了如上圖所示的激光雷達(dá)點(diǎn)云。其中激光雷達(dá)的線束決定了傳感器的垂直視角以及垂直方向的分辨率，如下圖所示為禾賽64線激光雷達(dá)，其垂直方向較多有64根線，且視場范圍為：-25°~+15°。旋轉(zhuǎn)速度決定了水平方向點(diǎn)云角分辨率，如：激光雷達(dá)掃描頻率為10Hz，水平角分辨率為0.2°，那么掃描的點(diǎn)數(shù)為360°/0.2°=1800點(diǎn)；其中激光雷達(dá)的線束決定了傳感器的垂直視角以及垂直方向的分辨率，如下圖所示為禾賽64線激光雷達(dá)，其垂直方向較多有64根線，且視場范圍為：-25°~+15°。若掃描頻率提高到20Hz，此時(shí)角分辨率為0.4°，掃描點(diǎn)數(shù)也就減半，同樣目標(biāo)上的點(diǎn)云會更稀疏。

什么是激光雷達(dá)？

傳統(tǒng)雷達(dá)技術(shù)利用無線電波的方法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測定其空間位置，其原理是雷達(dá)設(shè)備的發(fā)射機(jī)通過天線把電磁波能量射向空間某一方向，電磁波遇到物體將會發(fā)生反射；相比來說，依據(jù)不同距離值的數(shù)據(jù)模型，識別準(zhǔn)確率高，且檢測方式會簡單很多。雷達(dá)天線收集被反射的電磁波，送至接收設(shè)備進(jìn)行處理，提取有關(guān)該物體的某些信息。雷達(dá)可謂是千里眼和順風(fēng)耳，使得人們能發(fā)現(xiàn)數(shù)千米之外的目標(biāo)。自二十世紀(jì)六七十年代起，隨著激光技術(shù)和探測器件的發(fā)展，激光雷達(dá)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

激光雷達(dá)是一種以激光為發(fā)射源，可以精準(zhǔn)、快速獲取目標(biāo)三維空間信息的主動(dòng)探測技術(shù)。激光雷達(dá)技術(shù)可獲得目標(biāo)的三維立體圖像，并具有快速和精準(zhǔn)的顯著優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于軍事、航空航天以及民用三維傳感等領(lǐng)域。

激光雷達(dá)在礦產(chǎn)行業(yè)的應(yīng)用

激光雷達(dá)以其精準(zhǔn)的測繪技術(shù)為礦產(chǎn)行業(yè)所熟知。伴隨科學(xué)技術(shù)及礦產(chǎn)行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域的自動(dòng)化進(jìn)程，激光雷達(dá)被更廣泛應(yīng)用于礦料測量、礦料運(yùn)輸、礦車避障等方面。同時(shí)，也有越來越多的安全解決方案商將激光雷達(dá)當(dāng)作視覺傳感器與報(bào)警系統(tǒng)結(jié)合起來，在節(jié)省成本的同時(shí)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)過程中的安全程度。產(chǎn)品發(fā)出經(jīng)調(diào)制的近紅外光，遇物體后反射，單點(diǎn)激光雷達(dá)通過計(jì)算調(diào)制紅外光的發(fā)射、反射后產(chǎn)生的相位差，來換算與被測目標(biāo)物體之間的距離，以產(chǎn)生深度信息。

在礦區(qū)環(huán)境下工作，對相應(yīng)的傳感器產(chǎn)品要求嚴(yán)苛：高的防護(hù)等級、抗干擾和串?dāng)_、抗強(qiáng)震動(dòng)、工作溫度范圍廣、功耗低等。北醒激光雷達(dá)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就考慮到工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用需求：升級產(chǎn)品至IP67防護(hù)等級，出廠抗震測試，一系列溫度建模測試增強(qiáng)產(chǎn)品穩(wěn)定性。通過下列三個(gè)經(jīng)典案例，可以更好的了解北醒激光雷達(dá)在礦產(chǎn)行業(yè)應(yīng)用。使用TF系列單點(diǎn)激光雷達(dá)，可以高速、準(zhǔn)確地為叉車輸出距離信息，叉車可以根據(jù)距離數(shù)據(jù)，自行設(shè)定不同的減速區(qū)間，提高叉車的運(yùn)行效率。

激光雷達(dá)

說到激光雷達(dá)，近幾年，很多先進(jìn)的硬核設(shè)備都引入了激光雷達(dá)，像、無人車、機(jī)器人、3D打印設(shè)備等，而激光雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展和普及離不開音圈馬達(dá)的助推。激光雷達(dá)是通過發(fā)射激光束，再接收從遠(yuǎn)處物體反射回來的光束，通過測量光束的飛行時(shí)間而獲得遠(yuǎn)處物體的距離信息。不過，激光束非常窄，并且它們不會發(fā)生散射，因此單束激光雷達(dá)脈沖只能感知一個(gè)非常小的物體。