早些年,传统激光雷达多用于工业安全检测和军事防卫,但随着消费市场中无人驾驶和机器人的日益兴起,激光雷达(激光测距传感器)技术的应用也成为投资者和技术专家眼中的香饽饽。今天我们就来聊聊现下大热的激光雷达,究竟由哪些核心技术组成。

以非固态激光雷达为例,顾名思义非固态激光雷达就是指它在工作时不是固定不动的,其内置的测距装置会不断旋转,进行360°全方位扫描。在运行时,旋转的测距装置需要电能和传输数据信息,但如果采用导线直接连接就会导致导线缠绕,无法正常工作。因此,目前市面上几乎所有的非固态激光雷达厂家都会选择一个电旋转连接器,俗称“滑环”的设备来传输能量和数据信息。

那么,什么是滑环呢?它安装在设备的旋转中心,主要由转子与定子两大部分组成,其本质就在于内部有若干数量的电刷,这样就可以使定子与转子保持能量和信息的连通。

 激光雷达

如图所示,转子上有若干数量导电环,定子上包含有电刷,转子在转动过程中,电刷始终与导电环接触,保证了转子与定子的电导通。

电刷传统的材质是金属或者碳材料的电刷,在长期的摩擦的情况下容易磨损导致接触不良,从而无法为旋转体正常供电或传输信息,这也会大大影响激光雷达的使用寿命。传统的导电滑环在连续工作时仅有数千小时寿命。

思岚科技在2014年推出第一代激光雷达时,也遇到了导电滑环的寿命问题,他们对滑环进行改良设计,在标准使用情况下可以保证寿命。

经过多年研发与改进,思岚科技推出的RPLIDAR系列激光测距传感器,完全放弃了导电滑环这个机械装置,采用全新的光磁融合技术。这种非物理接触的无线供电和无线数据传输技术,彻底解决了因物理接触机械磨损导致电气连接失效、激光雷达寿命短的问题。在连续工作情况下,思岚RPLIDAR 系列的设计使用寿命可长达5年以上。并率先采用绿光与红外光双光谱全双工的模式进行信号传输,保证其在16K高清模式下的正常运作。

思岚科技RPLIDAR a3激光雷达

除外观大幅改进外,RPLIDAR 系列的性能参数也有了大幅提升,采样频率由5Hz提升至15Hz,这也是业内低成本雷达最快的扫描频率,而采样次数由每秒4000次提高至16000次。

此外,传统的光飞行时间法,即通过测量光束的传输时间从而求得距离。此方法需要特殊的激光发射器,接收装置也要格外灵敏,这些设备都需要大量的依赖进口,并且国内制造业因技术和生产设备的限制也难以进行仿制,致使激光雷达传感器的成本一直高居不下。而思岚科技采用图像的方法进行激光测距传感器的设计,即无需测量光传输的时间,而是拍摄激光到达目标物体后在摄像头上呈现的画面,根据远近不同导致相机画面尺寸的变化来求得距离。同时,思岚科技还在生产方面做出了努力,建立自主研发的自动化生产线,在控制良品率的同时还能够降低生产成本。

当激光雷达在服务机器人身上进行实际应用时,其可获得更加密集的采样点,可快速实现对障碍物的响应,及时进行自主避障,在激光雷达的其他应用领域,如对激光雷达进行环境勘探、地图构建时,可获得更加精细的画面,在多媒体应用中,超大屏幕的多点触摸将会反应更快,精度更高。

 

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