Métricas de rendimiento del LiDAR: Comprensión de los parámetros clave del láser LiDAR

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La tecnología LiDAR (detección y medición de distancias por luz) ha experimentado un crecimiento exponencial, principalmente debido a sus múltiples aplicaciones. Proporciona información tridimensional del entorno, indispensable para el desarrollo de la robótica y la llegada de la conducción autónoma. La transición de los costosos sistemas LiDAR a soluciones más económicas promete avances significativos.

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Indicadores clave de rendimiento de LiDAR

Los principales parámetros de rendimiento del LiDAR incluyen la longitud de onda del láser, el alcance de detección, el campo de visión (FOV), la precisión de medición, la resolución angular, la velocidad de adquisición de puntos, el número de haces, el nivel de seguridad, los parámetros de salida, el grado de protección IP, la potencia, la tensión de alimentación, el modo de emisión del láser (mecánico/de estado sólido) y la vida útil. Las ventajas del LiDAR son evidentes en su mayor alcance de detección y su alta precisión. Sin embargo, su rendimiento disminuye significativamente en condiciones climáticas extremas o con humo, y su elevado volumen de datos recopilados conlleva un coste considerable.

◼ Longitud de onda del láser:

Las longitudes de onda comunes para LiDAR de imágenes 3D son 905 nm y 1550 nm.Sensores LiDAR con longitud de onda de 1550 nmPuede funcionar a mayor potencia, lo que mejora el alcance de detección y la penetración a través de la lluvia y la niebla. La principal ventaja de la longitud de onda de 905 nm es su absorción por el silicio, lo que permite fabricar fotodetectores basados ​​en silicio a un menor costo que los necesarios para la longitud de onda de 1550 nm.
◼ Nivel de seguridad:

El nivel de seguridad del LiDAR, en particular si cumple conEstándares de clase 1, depende de la potencia de salida del láser durante su tiempo de funcionamiento, teniendo en cuenta la longitud de onda y la duración de la radiación láser.
Alcance de detección: El alcance del LiDAR está relacionado con la reflectividad del objetivo. Una mayor reflectividad permite mayores distancias de detección, mientras que una menor reflectividad reduce el alcance.
◼ Campo de visión:

El campo de visión del LiDAR incluye ángulos tanto horizontales como verticales. Los sistemas LiDAR mecánicos rotatorios suelen tener un campo de visión horizontal de 360 ​​grados.
◼ Resolución angular:

Esto incluye resoluciones verticales y horizontales. Lograr una alta resolución horizontal es relativamente sencillo gracias a los mecanismos motorizados, alcanzando a menudo niveles de 0,01 grados. La resolución vertical está relacionada con el tamaño geométrico y la disposición de los emisores, con resoluciones que suelen oscilar entre 0,1 y 1 grado.
◼ Tasa de puntos:

El número de puntos láser emitidos por segundo por un sistema LiDAR generalmente oscila entre decenas y cientos de miles de puntos por segundo.
Número de vigas:

El LiDAR multihaz utiliza varios emisores láser dispuestos verticalmente, cuya rotación mediante motor crea múltiples haces de escaneo. El número adecuado de haces depende de los requisitos de los algoritmos de procesamiento. Un mayor número de haces proporciona una descripción más completa del entorno, lo que puede reducir las exigencias algorítmicas.
Parámetros de salida:

Estos incluyen la posición (3D), la velocidad (3D), la dirección, la marca de tiempo (en algunos LiDAR) y la reflectividad de los obstáculos.
◼ Vida útil:

Los LiDAR mecánicos rotatorios suelen durar unos pocos miles de horas, mientras que los LiDAR de estado sólido pueden durar hasta 100.000 horas.
◼ Modo de emisión láser:

El LiDAR tradicional utiliza una estructura giratoria mecánica, que es propensa al desgaste, lo que limita su vida útil.estado sólidoLos sistemas LiDAR, incluidos los tipos Flash, MEMS y de matriz en fase, ofrecen mayor durabilidad y eficiencia.

Métodos de emisión láser:

Los sistemas LIDAR láser tradicionales suelen emplear estructuras mecánicas giratorias, lo que puede provocar desgaste y una vida útil limitada. Los sistemas de radar láser de estado sólido se pueden clasificar en tres tipos principales: Flash, MEMS y de matriz en fase. El radar láser Flash cubre todo el campo de visión en un solo pulso siempre que haya una fuente de luz. Posteriormente, emplea el Tiempo de Vuelo (ToFEste método recibe datos relevantes y genera un mapa de los objetivos alrededor del radar láser. El radar láser MEMS es estructuralmente simple, pues solo requiere un haz láser y un espejo giratorio similar a un giroscopio. El láser se dirige hacia este espejo giratorio, que controla su dirección mediante rotación. El radar láser de matriz en fase utiliza una micromatriz formada por antenas independientes, lo que le permite transmitir ondas de radio en cualquier dirección sin necesidad de rotación. Simplemente controla la sincronización o la matriz de señales de cada antena para dirigir la señal a una ubicación específica.

Nuestro producto: Láser de fibra pulsada de 1550 nm (fuente de luz LDIAR)

Características principales:

Potencia máxima de salida:Este láser tiene una potencia de salida máxima de hasta 1,6 kW (@1550 nm, 3 ns, 100 kHz, 25 ℃), lo que mejora la intensidad de la señal y amplía la capacidad de alcance, convirtiéndolo en una herramienta vital para aplicaciones de radar láser en diversos entornos.

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Ruido de efectos no lineales y ASE bajoPara obtener mediciones precisas, es necesario minimizar el ruido innecesario. La fuente láser opera con un nivel extremadamente bajo de emisión espontánea amplificada (ASE) y de ruido por efectos no lineales, lo que garantiza datos de radar láser limpios y precisos.

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Fecha de publicación: 16 de noviembre de 2023