激光雷達的性能指標-以大疆livox-Mid40激光雷達爲例

看了一下,有網上列表的探測範圍數據與本文截圖不太一致,本文截圖來自livox官網手冊
大疆livox Mid-40激光雷達datasheet
有人問我量程參數示意圖
這個參數是什麼意思,在此解釋一下:激光打到不同的射物上,能反射回來的激光佔發射出去的激光比例。
比如有個激光掃描指標:100m/30m(10%反射率),意思是正常反射條件下,激光掃描的有效距離100m,而對於10%反射率的反射物來說,激光掃描的有效距離是30m。

下面來介紹一下激光雷達的主要性能參數:

1、激光的波長:目前市場上三維成像激光雷達最常用的波長是905nm和1550 nm。
大疆該款激光雷達的波長爲:1550nm,1550nm的LiDAR傳感器可以以更高的功率運行,以提高探測範圍,同時對於雨霧的穿透力更強。
而905nm的主要優點是……相對來講比較便宜。
2、掃描頻率:一秒內進行多少次測距輸出。
較高的掃描頻率可以確保安裝激光雷達的機器人實現較快速度的運動,並且保證地圖構建的質量。
但要提高掃描頻率並不只是簡單的加速激光雷達內部掃描電機旋轉這麼簡單,對應的需要提高測距採樣率。否則當採樣頻率固定的情況下,更快的掃描速度只會降低角分辨率。
3、測量距離: 激光雷達所標稱的距離大多以90%反光率的漫反射物體(如白紙)作爲測試基準。
激光雷達的測距與目標的反射率相關。目標的反射率越高則測量的距離越遠,目標的反射率越低則測量的距離越近。因此在查看激光雷達的探測距離時要知道該測量距離是目標反射率爲多少時的探測距離。
4、FOV(垂直+水平): 水平分辨率可以做得很高。一般可以做到0.01度級別。垂直分辨率爲0.1~1度的級別。
5、測量精度:
6、出點數: 每秒激光雷達發射的激光點數。激光雷達的點數一般從幾萬點至幾十萬點每秒左右。
7、線束: 常見的激光雷達的線束有:16線、32線、64線等。多線激光雷達,就是通過多個激光發射器在上的分佈,通過電機的旋轉形成多條線束的掃描。理論上講,線束越多、越密,對環境描述就更加充分。
8、安全等級: 激光雷達的安全等級是否滿足Class 1,需要考慮特定波長的激光產品在完全工作時間內的激光輸出功率,即激光輻射的安全性是波長、輸出功率,和激光輻射時間的綜合作用的結果。
9、輸出參數: 目標的位置(三維)、速度(三維)、方向、時間戳(某些激光雷達有)等。
10、功率。
11、供電電壓。
12、激光發射方式(機械/固態): 傳統的採用機械旋轉的結構,機械旋轉容易導致磨損使得激光雷達的使用壽命有限。固態激光雷達主要由三類-Flash 、MEMS、相控陣。Flash 激光雷達只要有光源,就能用脈衝一次覆蓋整個視場。隨後再用飛行時間(ToF)方法接收相關數據並繪製出激光雷達周圍的目標。MEMS激光雷達其結構相當簡單,只要一束激光和一塊反光鏡。具體來說,激光射向這塊類似陀螺一樣旋轉的反光鏡就行,反光鏡通過轉動,可以實現對激光方向的控制。相控陣激光雷達利用獨立天線同步形成的微陣列,相控陣可以向任何方向發送無線電波,完全省略了“旋轉”這一步驟,只需控制每個天線發送信號間的時機或陣列,就能控制信號射向特定位置。
13、使用壽命: 機械旋轉的激光雷達的使用壽命一般在幾千小時;固態激光雷達的使用壽命可高達10萬小時。

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