一、激光雷達(dá)工作原理
激光雷達(dá)(LiDAR,Light Detection and Ranging)是一種通過(guò)發(fā)射激光束并接收其反射信號(hào)來(lái)探測(cè)目標(biāo)物體的距離、速度及三維形貌的遙感技術(shù)。其核心工作原理如下:
激光發(fā)射:激光雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射短脈沖或連續(xù)激光束(通常波長(zhǎng)在905nm或1550nm),光束遇到目標(biāo)物體后發(fā)生反射。
信號(hào)接收:接收器(如APD或SPAD傳感器)捕捉反射回來(lái)的激光信號(hào),并記錄激光往返時(shí)間(Time of Flight, ToF)。
數(shù)據(jù)處理:通過(guò)計(jì)算激光發(fā)射和接收的時(shí)間差,結(jié)合光速(約3×10? m/s),可精確計(jì)算目標(biāo)物體的距離(d = c × t / 2)。
三維建模:通過(guò)多線束掃描或面陣成像,結(jié)合機(jī)械旋轉(zhuǎn)或固態(tài)掃描方式,激光雷達(dá)可構(gòu)建高精度三維點(diǎn)云數(shù)據(jù),廣泛應(yīng)用于自動(dòng)駕駛、測(cè)繪、機(jī)器人等領(lǐng)域。
激光雷達(dá)按掃描方式可分為:
機(jī)械式激光雷達(dá):通過(guò)旋轉(zhuǎn)鏡片實(shí)現(xiàn)360°掃描,精度高但成本較高。
固態(tài)激光雷達(dá)(Flash LiDAR、MEMS、OPA):無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件,體積小、壽命長(zhǎng),適用于車(chē)載和消費(fèi)電子。
二、激光雷達(dá)探測(cè)距離
激光雷達(dá)的探測(cè)距離受多種因素影響,包括:
激光功率:功率越高,探測(cè)距離越遠(yuǎn),但需符合人眼安全標(biāo)準(zhǔn)(如IEC 60825-1)。
波長(zhǎng):1550nm激光比905nm穿透性更強(qiáng),且對(duì)人眼更安全,適用于遠(yuǎn)距離探測(cè)(如200m以上)。
目標(biāo)反射率:高反射率物體(如交通標(biāo)志)比低反射率物體(如黑色路面)更容易被探測(cè)。
環(huán)境條件:霧、雨、雪等天氣會(huì)散射激光,降低有效探測(cè)距離。
目前主流車(chē)載激光雷達(dá)探測(cè)距離在50-300m之間,而測(cè)繪級(jí)激光雷達(dá)(如機(jī)載LiDAR)可達(dá)數(shù)公里。
三、激光雷達(dá)特點(diǎn)
相比毫米波雷達(dá)和攝像頭,激光雷達(dá)具有以下優(yōu)勢(shì):
高精度:測(cè)距精度可達(dá)厘米級(jí),遠(yuǎn)高于毫米波雷達(dá)。
高分辨率:可生成密集點(diǎn)云,實(shí)現(xiàn)物體精細(xì)識(shí)別。
抗干擾強(qiáng):不受環(huán)境光影響,夜間仍可穩(wěn)定工作。
三維感知:直接獲取深度信息,適用于自動(dòng)駕駛避障和SLAM(同步定位與建圖)。
但激光雷達(dá)也存在成本較高、受極端天氣影響等挑戰(zhàn)。
四、激光雷達(dá)的應(yīng)用場(chǎng)景
激光雷達(dá)已廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域:
自動(dòng)駕駛:國(guó)內(nèi)眾多車(chē)企采用激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)L3-L4級(jí)自動(dòng)駕駛。
測(cè)繪與地理信息系統(tǒng)(GIS):用于地形測(cè)繪、城市建模、林業(yè)監(jiān)測(cè)等。
機(jī)器人導(dǎo)航:AGV、服務(wù)機(jī)器人依賴(lài)激光雷達(dá)進(jìn)行避障和路徑規(guī)劃。
智慧交通:車(chē)路協(xié)同(V2X)中用于交通流量監(jiān)測(cè)和智能信號(hào)燈控制。
安防與工業(yè)檢測(cè):用于周界防護(hù)、無(wú)人機(jī)巡檢等。
五、激光雷達(dá)全球市場(chǎng)規(guī)模
根據(jù)2025年最新市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)(Yole Intelligence、麥肯錫等機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)):
2024年全球激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模約45億美元,預(yù)計(jì)2030年將突破200億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)超25%。
車(chē)載激光雷達(dá)占據(jù)最大份額,L3+自動(dòng)駕駛推動(dòng)需求增長(zhǎng)。
中國(guó)是全球最大激光雷達(dá)市場(chǎng),速騰聚創(chuàng)、禾賽科技等企業(yè)占據(jù)重要市場(chǎng)份額。
六、激光雷達(dá)人眼安全認(rèn)證(IEC 60825-1)
激光屬于高能光束,不當(dāng)使用可能對(duì)人眼造成傷害。因此,激光雷達(dá)必須符合國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn),如:
IEC 60825-1(國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn))
FDA 21 CFR 1040.10(美國(guó)激光產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn))
GB/T 7247.1(中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))
1.1 認(rèn)證內(nèi)容
激光輻射等級(jí)分類(lèi):Class 1(安全)、Class 1M、Class 2/2M、Class 3R/3B、Class 4(危險(xiǎn))。
波長(zhǎng)與功率限制:905nm激光需嚴(yán)格控制脈沖能量,1550nm因角膜吸收率高,允許更高功率。
測(cè)試項(xiàng)目:包括輻射功率、脈沖寬度、發(fā)散角、可達(dá)發(fā)射極限(AEL)等。
1.2 認(rèn)證意義
確保產(chǎn)品安全:避免激光對(duì)駕駛員、行人或操作人員造成視網(wǎng)膜損傷。
符合法規(guī)要求:未通過(guò)認(rèn)證的激光雷達(dá)無(wú)法進(jìn)入歐美、中國(guó)市場(chǎng)。
提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力:認(rèn)證產(chǎn)品更受車(chē)企和消費(fèi)者信賴(lài)。
七、華南地區(qū)專(zhuān)業(yè)激光檢測(cè)與認(rèn)證服務(wù)
作為華南地區(qū)領(lǐng)先的激光產(chǎn)品檢測(cè)和認(rèn)證機(jī)構(gòu),我司提供:
1.1 激光雷達(dá)光束性能檢測(cè)
激光雷達(dá)波長(zhǎng)檢測(cè)
激光雷達(dá)功率檢測(cè)
激光雷達(dá)發(fā)散角檢測(cè)等
1.2 激光雷達(dá)人眼安全認(rèn)證
IEC 60825-1 / GB 7247.1 認(rèn)證
FDA激光安全檢測(cè)
歐盟CE認(rèn)證(EN 60825-1)
中國(guó)GB認(rèn)證(GB/T7247.1)
我們的優(yōu)勢(shì):
服務(wù)周期短、效率高,助力企業(yè)快速上市
檢測(cè)設(shè)備先進(jìn),數(shù)據(jù)精準(zhǔn)可靠
經(jīng)驗(yàn)豐富,已為多家激光雷達(dá)廠商提供認(rèn)證服務(wù)
一站式解決方案,涵蓋測(cè)試、認(rèn)證及法規(guī)咨詢(xún)
激光雷達(dá)作為自動(dòng)駕駛和智能感知的核心傳感器,其技術(shù)發(fā)展和安全認(rèn)證至關(guān)重要。企業(yè)在研發(fā)激光雷達(dá)產(chǎn)品時(shí),需嚴(yán)格遵循人眼安全標(biāo)準(zhǔn),并通過(guò)專(zhuān)業(yè)檢測(cè)確保合規(guī)性。
如需激光雷達(dá)光束性能測(cè)試或安全認(rèn)證服務(wù),歡迎聯(lián)系我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì),我們將為您提供高效、可靠的解決方案。
返回頂部