激光雷达最全分类讲解
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以下是对激光雷达(LiDAR)技术的最全分类讲解,中英文术语对照+详细分类解析,涵盖所有主流分类维度:
一、按测距原理分类 (By Measurement Principle)
-
飞行时间法 (Time-of-Flight, ToF)
- 脉冲式 (Pulsed LiDAR):发射激光脉冲,通过回波时间计算距离(主流方案,例:Velodyne)。
- 相位式 (Phase-Shift LiDAR):测量发射与回波激光的相位差计算距离(精度高、距离短)。
-
调频连续波法 (Frequency-Modulated Continuous Wave, FMCW)
- 发射频率调制的连续激光,通过回波频率差计算距离和速度(抗干扰强,可测速,例:Aeva)。
二、按扫描方式分类 (By Scanning Mechanism)
| 类型 | 工作原理 | 特点 | 代表厂商 |
|---|---|---|---|
| 机械旋转式 (Mechanical) | 电机驱动激光器360°旋转 | 视野广、可靠性低、成本高 | Velodyne, Hesai |
| 混合固态 (Hybrid Solid-State) | 旋转镜面反射静态激光器(如MEMS、棱镜) | 减小体积、成本适中 | Livox (大疆), Innovusion |
| 纯固态 (Pure Solid-State) | 无运动部件 | 寿命长、抗振性强 | |
| ─ MEMS微振镜 | 微机电振镜反射激光 | 体积小、成本低,扫描角受限 | Bosch, Analog Devices |
| ─ 光学相控阵 (OPA) | 相位控制阵列改变激光方向 | 高速扫描,技术难度高 | Quanergy (争议) |
| ─ Flash闪光激光雷达 | 面阵激光一次性照亮场景 | 无扫描、帧率高,功率受限(短距) | Ouster, Continental |
三、按激光波长分类 (By Laser Wavelength)
-
近红外 (Near-IR)
- 905nm:成本低,但人眼安全功率受限(雨雾穿透弱)。
- 1550nm:人眼安全功率高,穿透力强,成本高(需铟镓砷探测器)。
-
可见光 (Visible Light)
- 少见,主要用于特殊场景(如水下探测)。
四、按探测技术分类 (By Detection Technology)
- 直接探测 (Direct Detection):测量光强度(主流方案)。
- 相干探测 (Coherent Detection):用于FMCW,通过光干涉提升信噪比。
五、按线数分类 (By Number of Channels)
| 类型 | 扫描线数 | 应用场景 |
|---|---|---|
| 单线雷达 | 1线 | 机器人避障、工业测量 |
| 多线雷达 | 4-128线 | 自动驾驶(16/32/64线为主) |
| 面阵雷达 | 数万像素 | Flash方案(如Ouster数字激光雷达) |
六、按数据处理方式分类 (By Data Processing)
- 数字激光雷达 (Digital LiDAR)
- 每个像素独立计时(如SPAD阵列),分辨率高(例:Ouster OS系列)。
- 模拟激光雷达 (Analog LiDAR)
- 传统方案,信号处理依赖模拟电路。
七、按功能场景分类 (By Application)
| 场景 | 技术要求 | 代表产品 |
|---|---|---|
| 车载前装 | 车规级(ISO 26262)、低成本 | Hesai AT128, Livox HAP |
| 机器人/无人机 | 轻量化、低功耗 | Velodyne VLP-16 |
| 测绘测绘 | 高精度(毫米级)、多回波 | RIEGL VZ-2000 |
| 工业安全 | 短距、高可靠性 | SICK TiM系列 |
八、核心发展趋势
- 固态化(MEMS/OPA/Flash 替代机械结构)
- FMCW替代ToF(提升抗干扰与测速能力)
- 芯片化(Si光子学集成降低成本)
技术争议点:OPA方案因旁瓣干扰问题商业化受阻;Flash雷达在车载领域受功率限制多用于补盲雷达(如速腾聚创M1)。
附:激光雷达系统架构图
发射系统 → 扫描系统 → 接收系统 → 信号处理
(激光器) (MEMS/旋转镜) (APD/SPAD) (ToF/FMCW算法)
如需更深入的子技术解析(如SPAD探测器原理、FMCW数学推导),可继续补充说明!
激光雷达集成系统ILS
1970-01-01 08:00:00 至 1970-01-01 08:00:00
由iphone12说说激光雷达 FMCW激光雷达 精选资料分享
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2021-07-22 09:12:51
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2019-06-07 00:03:35
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