导图社区 汽车激光雷达
汽车激光雷达是一种通过发射激光来测量物体与传感器之间精确距离的主动测量装置。本图总结了它的类别和光束操纵对比两部分内容。
不是因为新组织宣布成立或新系统实施上线就要变革,而是人们认识到变革带来的价值而发生行为变化时,变革就会发生。
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第二章土的物理性质及工程分类
人工智能的运用与历史发展
电池拆解
激光雷达
定义
是一种通过发射激光来测量物体与传感器之间精确距离的主动测量装置
类别
测距原理
飞行时间法(ToF)
通过记录发射一束激光脉冲与探测器接收到的回波信号的时间差, 直接计算目标物传感器之间距离的探测方法
调频连续波(FMCW)
使用三角波进行调制,利用相干光学检测技术,通过在时间上 调制激光频率并检测发射与回波间的拍频信号,完成对目标的 距离和速度(多普勒频偏)的同时探测
对比
探测性能
ToF
FMCW
探测体制
直接探测
相干探测
发射波束类型
高能量脉冲式
较低能量调制连续式
抗干扰能力
一般
极强
有效探测所需光子数
1000
10
工作距离
较近
可实现较远距离
人眼安全距离
低
高
精确速度信息
无
有
技术成熟度
成熟
发展中
技术负责度
简单
复杂
三角测距法
激光发射
激光器
光源
发射光学系统
光束操纵
机械式
特点
通过机旋转实现激光扫描,在电机的驱动下持续旋转,竖直面内的激光光束由“线”变成“面”再形成多个激光“面”,从而实现360° 3D扫描
半固态
转镜式
微机电系统(MEMS)
棱镜式
收发件与扫描件解耦,收发件不再进行机械运动
体积小,成本低,是目前主流的选用方案
固态
OPA光学相控阵
Flash闪光
完全取消了机械扫描结构,内部没有任何运动部件
水平和垂直方向的激光扫描均通过电子方式实现
大幅减少收发件,从而降低成本,微化型结构提升了性能稳定性
区分
区别在于有无活动组件
激光接收
光电探测器
接收光学系统
信息处理
放大器
模数转换器
主控芯片
光束操纵对比
方案
原理
成本
优点
缺点
通过电机带动光机结构整体旋转
高,成本很难下降
技术成熟、信噪比高、可实现360°扫描
成本高、体积大、可靠性低、生产周期长
转镜
通过旋转光镜或棱镜实现特定轨迹扫描
较低
成本低、技术成熟
电机驱动造成不稳定、光源功耗大
MEMS
通过微振镜代替旋转光镜装置, 由微振镜反射激光形成较大的 扫描角度和较大的扫描范围
成本低、体积小、技术成熟
视野有限、无法实现360°扫描
棱镜
通过两个楔形棱镜使得激光发生 两次偏转,控制两面棱镜的相对 速度便可以控制激光光束的扫描
中心点云密度更高
机械结构相对复杂,存在轴承或衬套的磨损风险
OPA
利用波的干涉效应,通过光纤的 相位差控制主光束的角度,从而 判断被测物体的距离和速度
目前高、未来可能低
扫描速度快、精度高、可靠性高
易形成旁瓣,影响光束作用距离和角分别率 生产难度高、产业链不完善
Flash
短时间发射一大片覆盖探测区域 的面阵光,再以接收器绘制周围 环境的图像
扫描速度快
功耗大、探测距离近、抗干扰能力差