激光雷达的市场概况:全球市场概况,激光雷达过去用于工业测绘、气象监测等领域,未来车载领域将成为较重要细分。气象监测、地形测绘与车载、机器人领域对激光雷达的技术要求不同,分属不同细分市场。下游需求刺激行业快速发展,激光雷达市场规模有望达百亿美元。受益于无人驾驶、高级辅助驾驶(ADAS)和服务机器人领域的需求,有望迎来高速增长期。据Velodyne预测,2022年智能驾驶将占总市场规模的60.5%,成为激光雷达产业较大的增长极,工业、无人机、机器人领域各占比24.4%、8.4%、4.2%。体积小巧的 Mid - 360,轻松嵌入,为机器人外观一体化添可能。甘肃机械式激光雷达

国内市场,中国是激光雷达未来的较大市场之一。根据麦肯锡的预测,中国将是全球较大的自动驾驶市场,也是高级辅助驾驶领域全球较大的新车销售市场。由于人口老龄化和产业升级的影响,需要在减少人力支出的情况下增加生产效率,通过无人驾驶、高级辅助驾驶、服务型机器人通过机器自动化工作来减少人力支出。在2022年中国激光雷达市场规模约为26.4亿元。根据预测,2023年中国激光雷达市场规模将达75.9亿元,2024年将达到139.6亿元。2022年全球靠前的激光雷达公司中,2家车载激光雷达公司都来自中国,分别是禾赛科技和速腾聚创。在政策端,国家近年来不断推出新的政策以支持激光雷达企业的成长与发展。FOV激光雷达激光雷达在医疗领域被用于人体三维扫描和诊断。

LiDAR还能够用于确定测量目标的速度。这可以通过多普勒方法或快速连续测距来实现。例如,可以使用LiDAR系统测量风速和车速。另外,LiDAR系统能够用于建立动态场景的三维模型,这是自动驾驶中会遇到的情形。这可以通过多种方式来实现,通常使用的是扫描的方式。LiDAR 技术中的挑战,在可实现的LiDAR系统中存在一些众所周知的挑战。这些挑战根据LiDAR系统的类型有所不同。以下是一些示例:隔离和抑制发射光束的信号——探测光束的辐射亮度通常远大于回波光束。必须注意确保探测光束不会被系统自身反射或散射回接收器,否则探测器将会因为饱和而无法探测外部目标。
对于激光的波长,目前主要使用使用波长为905nm和1550nm的激光发射器,波长为1550nm的光线不容易在人眼液体中传输。故1550nm可在保证安全的前提下较大程度上提高发射功率。大功率能得到更远的探测距离,长波长也能提高抗干扰能力。但是1550nm激光需使用InGaAs,目前量产困难。故当前更多使用Si材质量产905nm的LiDAR。通过限制功率和脉冲时间来保证安全性。技术原理,激光雷达探测的具体技术可以分为TOF飞行时间法与相干探测方法。其中ToF方法可以进一步区分为iToF和dToF方法;飞行时间(ToF)探测方法,通过直接计算发射及接收电磁波的时间差测量被测目标的距离;相干探测方法(如:FMCW),通过测量发射电磁波与返回电磁波的频率变化解调出被测目标的距离及速度。激光雷达的扫描速度快,提高了数据处理效率。

激光雷达的应用:1、水下地形测量,我们通常使用测深探测(或声纳)进行水下调查。声纳发出砰砰声并接收回声。与LiDAR类似,它通过测量回波经过的时间来计算距离。测深激光雷达与机载激光雷达不同,它使用绿色波长,通过使用这种波长,水下测绘可以一直测量到水底。同样,河流和测深调查能够绘制陆地和水生系统的地图。2、洪水预警,通过使用LiDAR测量地表,水文学家可以建立数字高程模型。从这里,使用者可以在洪水发生之前绘制出容易被淹没的区域。在这方面,激光雷达可以提供洪水预警系统,保障居民生命财产安全。保险公司也可以使用这些数据收取更高的保费,这只是保险业中用于评估风险的众多GIS应用程序之一。电力巡检时激光雷达识别线路故障,提高巡检精度。甘肃机械式激光雷达
园区巡逻借助激光雷达协助车辆,自主巡查维护秩序。甘肃机械式激光雷达
激光光源,由于激光器发射的光线需要投射至整个FOV平面区域内,除了面光源可以直接发射整面光线外,点光源则需要做二维扫描覆盖整个FOV区域,线光源需要做一维扫描覆盖整个FOV区域。其中点光源根据光源发射的形式又可以分为EEL(Edge-Emitting Laser边发射激光器)和VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser垂直腔面发射激光器)两种,二者区别在于EEL激光平行于衬底表面发出(如图1),VCSEL激光垂直于衬底表面发出(如图2)。其中VCSEL式易于进行芯片式阵列布置,通常使用此类光源进行阵列式布置形成线光源(一维阵列)或面光源(二维阵列),VCSEL光源剖面图与二维阵列光源芯片示意图如下甘肃机械式激光雷达