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简述激光雷达的结构原理分类及特点?

激光雷达的工作原理是首先发射激光,然后通过物体反射的激光被CMOS传感器捕捉。通过捕捉点与激光发射点之间的距离和已知角度,可以计算出物体到激光发射器的距离。激光雷达通过将发射器和接收器组装在一起,并通过机械旋转来获取周围障碍物的距离信息。

激光类型:根据激光类型的不同,激光雷达可以分为固体激光雷达和半导体激光雷达。固体激光雷达通常使用固体材料作为激光介质,具有高功率、高频率等优点;半导体激光雷达通常使用半导体材料作为激光介质,具有体积小、功耗低等优点。

光学相控阵原理类似干涉,通过改变发射阵列中每个单元的相位差,合成特定方向的光束。经过这样的控制,光束便可对不同方向进行扫描。雷达精度可以做到毫米级,且顺应了未来激光雷达固态化、小型化以及低成本化的趋势,但难点在于如何把单位时间内测量的点云数据提高以及投入成本巨大等问题。

隐蔽性好、抗干扰能力强:激光雷达的直线传播和窄波束特性使其难以被敌方截获,且对激光干扰信号的抵抗力强。 低空探测性能优:与微波雷达相比,激光雷达不受地物回波影响,可在低空“零高度”工作。 体积小、质量轻:激光雷达结构简单,便于架设和拆收,整套系统质量轻,便于携带和操作。

固态激光雷达和机械激光雷达的区别

1、由于内部结构差异,机械激光雷达体积较大且价格昂贵,但测量精度较高。而固态激光雷达尺寸较小,成本较低,但测量精度相对较低。视场角度 机械激光雷达拥有360°的视场角度,便于机器人或汽车顶部固定安装,实现全方位感知环境。

2、固态激光雷达和机械激光雷达在结构和运作原理上存在明显的区别。解释如下:固态激光雷达无机械转动部件,采用固态电子扫描技术,而机械激光雷达则包含机械转动部件,通过机械旋转进行扫描。固态激光雷达由于采用固态电子扫描技术,因此具有更高的扫描速度和更灵活的扫描方式。

3、相比之下,固态激光雷达采用电子部件,如光学相控阵和光子集成电路,体积更小,成本较低,但测量精度稍逊于机械雷达,通常需要多个安装才能达到全面覆盖。在无人车应用中,机械雷达的360°视角是一大优势,只需一台就能覆盖周围环境,而固态雷达则需至少四台才能达到同等覆盖范围,这就增加了成本。

4、固态激光雷达有很多优势,首先其结构简单、尺寸小,由于不需要旋转部件,可以大大压缩雷达的结构和尺寸,提高使用寿命,并降低成本。其次,机械式激光雷达由于光学结构固定,适配不同车辆往往需要精密调节其位置和角度,固态激光雷达可以通过软件进行调节,大大降低了标定的难度,加快扫描速度快与精度。

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