激光雷達(dá)選型秘訣，五大要素助您輕松決策

激光雷達(dá)（Lidar）是一種通過使用激光光束來(lái)測(cè)量距離、形狀、方向和速度的遠(yuǎn)程感測(cè)技術(shù)。無(wú)論是開發(fā)自動(dòng)駕駛解決方案的汽車領(lǐng)域，還是使用機(jī)器人和自動(dòng)導(dǎo)引車的工業(yè)應(yīng)用，激光雷達(dá)是其系統(tǒng)核心硬件之一。

市面上的雷達(dá)產(chǎn)品種類也非常豐富，那么如何才能選出真正適合自己需求的激光雷達(dá)呢？

本期小明就來(lái)給大家說道說道~

工作原理

激光雷達(dá)的工作原理主要有飛行時(shí)間法（TOF）和三角法兩種。飛行時(shí)間法又可分為脈沖調(diào)制和相位調(diào)制。脈沖調(diào)制激光雷達(dá)具有頻率高、受光干擾少的優(yōu)點(diǎn)，但精度相對(duì)較低；相位調(diào)制激光雷達(dá)則精度相對(duì)較高，成本低，但響應(yīng)速度較慢。三角法激光雷達(dá)精度高、頻率高、價(jià)格低，但受光干擾大，適用于短距離高精度監(jiān)測(cè)。

三角法原理

TOF原理

測(cè)量方式

激光雷達(dá)的測(cè)量方式包括單點(diǎn)測(cè)距、單線掃描、多線掃描和固態(tài)區(qū)域掃描。單點(diǎn)測(cè)距是最基礎(chǔ)的測(cè)距模塊，適用于對(duì)單一方向的遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)；單線掃描通過電機(jī)旋轉(zhuǎn)形成平面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，適用于一維平面的空間監(jiān)測(cè)；多線掃描則可以在多個(gè)角度上進(jìn)行平面掃描，對(duì)三維空間進(jìn)行更精細(xì)的監(jiān)測(cè)；固態(tài)雷達(dá)則不需要旋轉(zhuǎn)即可對(duì)空間區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

應(yīng)用場(chǎng)景

不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)激光雷達(dá)的需求不同。例如，在空曠的無(wú)人園區(qū)，對(duì)探測(cè)距離的要求較高，而對(duì)角分辨率的要求則較低。

在工業(yè)生產(chǎn)線上，機(jī)器人需要高精度地識(shí)別和定位物體，因此需要選擇具有高精度和高數(shù)據(jù)采樣率的激光雷達(dá)。

在安防監(jiān)控領(lǐng)域，則需要選擇具有大視場(chǎng)角和快速響應(yīng)能力的激光雷達(dá)。

品牌與預(yù)算

采購(gòu)預(yù)算是選型過程中不可忽視的因素。激光雷達(dá)產(chǎn)品的價(jià)格與技術(shù)難度、性能指標(biāo)和品牌等有關(guān)。在選擇時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際需求和預(yù)算進(jìn)行權(quán)衡，選擇性價(jià)比最高的產(chǎn)品。

產(chǎn)品硬核

明治的激光雷達(dá)產(chǎn)品系豐富，已經(jīng)推出了好幾款激光雷達(dá)AS系列產(chǎn)品，涵蓋避障型、導(dǎo)航型以及導(dǎo)航避障一體，掃描范圍360°，最高掃描頻率30Hz，串口（Type-C接口）通訊，可在線輸出測(cè)量數(shù)據(jù)（含各方向距離和光強(qiáng)數(shù)據(jù)）；具有測(cè)量精度高、掃描速度快、抗干擾能力強(qiáng)、體積小、重量輕、可靠性高等優(yōu)勢(shì)，可為AGV客戶提供理想的選型解決方案。

完整的服務(wù)體系

明治傳感的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)會(huì)配合您進(jìn)行要求的收集到測(cè)試驗(yàn)證，以及售后服務(wù)的整個(gè)過程；

10+城市的辦公網(wǎng)絡(luò)體系（不斷擴(kuò)充中）保障著明治可以快速響應(yīng)用戶的需求

豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)

豐富的產(chǎn)品線和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，以及海內(nèi)外資深工程師組成的硬核研發(fā)團(tuán)隊(duì)；支持著工程師為您定制優(yōu)質(zhì)高效的方案，使得您的設(shè)備在市場(chǎng)上更具競(jìng)爭(zhēng)力。

性能指標(biāo)

在選擇激光雷達(dá)時(shí)，需要考慮其性能指標(biāo)，如分辨率、探測(cè)距離、視場(chǎng)角等。分辨率決定了掃描物體的清晰度和精度；探測(cè)距離則基于掃描物體的反射率，決定了激光雷達(dá)的有效探測(cè)范圍；視場(chǎng)角的寬度則決定了掃描的范圍。這些指標(biāo)與技術(shù)難度和產(chǎn)品價(jià)格成正比。

在激光雷達(dá)的選型過程中，除了之前提到的關(guān)鍵指標(biāo)外，還有一些其他參數(shù)同樣影響著激光雷達(dá)的性能和應(yīng)用范圍，在選擇時(shí)，應(yīng)綜合考慮這些因素，并根據(jù)實(shí)際需求和應(yīng)用場(chǎng)景做出合理的選擇。

以下也簡(jiǎn)單給大家分享一下~

測(cè)距范圍

指的是激光雷達(dá)能夠探測(cè)到目標(biāo)物體的最大距離，它決定了激光雷達(dá)在特定應(yīng)用場(chǎng)景下的有效覆蓋范圍。

注意事項(xiàng)：測(cè)距范圍受到多種因素的影響。因此，在選擇時(shí)，應(yīng)了解激光雷達(dá)在特定條件下的實(shí)際測(cè)距能力。

雷達(dá)對(duì)特定目標(biāo)的實(shí)際量程會(huì)受到如下因素的影響：

1、目標(biāo)漫反射率:

目標(biāo)漫反射率不但與材質(zhì)有關(guān)，也與表面朝向有關(guān)。目標(biāo)漫反射率越高，實(shí)際量程就越遠(yuǎn)

2、反射面積:

目標(biāo)表面被激光光斑覆蓋的面積。覆蓋面積越大，實(shí)際測(cè)量距離越遠(yuǎn)

3、透光罩臟污程度:

雷達(dá)的透光罩臟污會(huì)造成透光性能下降，透光性能下降得越多，測(cè)量能力越差，透光率下降至 60%時(shí)，測(cè)量能力可能完全失效

4、大氣條件:

雷達(dá)的實(shí)際測(cè)量能力同時(shí)受到大氣條件的影響，特別是在戶外工作時(shí)。大氣的光傳播能力越差，雷達(dá)的實(shí)際測(cè)量能力越低。在極端天氣條件 (例如濃霧)下，測(cè)量能力會(huì)完全失效

角度分辨率

激光雷達(dá)相鄰兩個(gè)探測(cè)點(diǎn)之間的角度間隔,分為水平角度分辨率與垂直角度分辨率。相鄰探測(cè)點(diǎn)之間角度間隔越小,對(duì)目標(biāo)物的細(xì)節(jié)分辨能力越強(qiáng)。

注意事項(xiàng)：角分辨率與激光雷達(dá)的掃描速度和精度有關(guān)。在需要高精度測(cè)量的應(yīng)用中，應(yīng)選擇角分辨率較高的激光雷達(dá)。

測(cè)距精度

指的是激光雷達(dá)對(duì)同一距離下的物體多次測(cè)試所得數(shù)據(jù)之間的一致程度,精度越高表示測(cè)量的隨機(jī)誤差越小。

對(duì)于激光雷達(dá)在精確測(cè)量和定位方面的應(yīng)用至關(guān)重要。

注意事項(xiàng)：測(cè)距精度受到多種因素的影響，包括激光波長(zhǎng)、目標(biāo)反射率、大氣條件等。在選擇時(shí)，應(yīng)了解激光雷達(dá)在特定條件下的實(shí)際測(cè)距精度。

掃描頻率

指的是激光雷達(dá)每秒能夠完成的掃描次數(shù)，決定了激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)更新速度。在需要實(shí)時(shí)響應(yīng)的應(yīng)用中，應(yīng)選擇頻率較高的激光雷達(dá)。

注意事項(xiàng)：頻率與激光雷達(dá)的掃描方式和處理速度有關(guān)。在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求和應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的頻率。

功率和功耗

激光雷達(dá)的發(fā)射功率和正常工作下的功耗。功率決定了激光雷達(dá)的探測(cè)能力和穿透能力，而功耗則影響著設(shè)備的續(xù)航能力和使用成本。

注意事項(xiàng)：在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求和應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的功率和功耗。同時(shí)，還需注意設(shè)備的散熱性能和安全性。

掃描方式

激光雷達(dá)的掃描方式分為機(jī)械掃描和固態(tài)掃描兩種。機(jī)械掃描通過旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)掃描，其掃描范圍廣但速度較慢；固態(tài)掃描則通過陣列或微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）等技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速掃描，具有更高的掃描速度和更小的體積。

激光波長(zhǎng)

激光波長(zhǎng)決定了激光雷達(dá)的穿透能力和抗干擾能力。不同波長(zhǎng)的激光對(duì)不同的材料和環(huán)境的響應(yīng)不同。常見的激光波長(zhǎng)有905nm和1550nm，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

出點(diǎn)數(shù)

出點(diǎn)數(shù)是指激光雷達(dá)每秒發(fā)射和接收的激光點(diǎn)數(shù)。它決定了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的密度和精細(xì)度。較高的出點(diǎn)數(shù)可以提供更豐富的環(huán)境信息，但也需要更高的計(jì)算和處理能力。

線束數(shù)量

對(duì)于多線激光雷達(dá)，線束數(shù)量是一個(gè)重要參數(shù)。它決定了激光雷達(dá)能夠同時(shí)掃描的平行線數(shù)量，從而影響了掃描的精細(xì)度和效率。更多的線束數(shù)量可以提供更詳細(xì)的環(huán)境信息，但也會(huì)增加設(shè)備的復(fù)雜性和成本。

IP防護(hù)等級(jí)

IP防護(hù)等級(jí)表示激光雷達(dá)對(duì)灰塵和水的防護(hù)能力。不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)IP防護(hù)等級(jí)有不同的要求。在惡劣的環(huán)境條件下，應(yīng)選擇具有較高IP防護(hù)等級(jí)的激光雷達(dá)以確保設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。

安全等級(jí)

安全等級(jí)是評(píng)估激光雷達(dá)對(duì)人員和環(huán)境安全性的指標(biāo)。它考慮了激光的功率、波長(zhǎng)、發(fā)散角等因素。在選擇激光雷達(dá)時(shí)，應(yīng)確保其滿足相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)要求。

輸出參數(shù)

輸出參數(shù)包括激光雷達(dá)提供的數(shù)據(jù)格式、接口類型等。這些參數(shù)需要與接收和處理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)相匹配，以確保數(shù)據(jù)的順利傳輸和處理。

使用壽命

使用壽命是評(píng)估激光雷達(dá)耐用性和可靠性的指標(biāo)。在選擇時(shí)，應(yīng)了解設(shè)備的使用壽命和維護(hù)要求，以確保其能夠滿足長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的需求。

總結(jié)

Sense Everything

激光雷達(dá)的選型是一個(gè)綜合考慮多個(gè)因素的過程。工程師們需要根據(jù)實(shí)際需求和應(yīng)用場(chǎng)景，結(jié)合產(chǎn)品性能、預(yù)算和供應(yīng)商的技術(shù)服務(wù)與支持情況，選擇最適合的激光雷達(dá)產(chǎn)品。

以上你都學(xué)會(huì)了嗎？祝大家都能選到性能強(qiáng)大、技術(shù)服務(wù)一流的好雷達(dá)~