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激光雷达工作原理及应用

机器人创新生态 来源:未知 作者:周碧俊 2018-08-27 17:24 次阅读

通常,为了统计高速公路卡口在一定时间内所通过的车辆,需要对过往车辆进行准确的判断,十分考验实现探测产品的准确性。以往,大家对激光雷达在车流统计中的应用并不广泛熟识,我们可以通过一个实际案例来了解。

实际应用案例

图1 激光雷达安装实景图(来自真实客户分享)

工作原理

将激光雷达安装在车道正上方,使之垂直向下探测,如图1所示

当没有车辆经过时,探测的是激光雷达到地面的距离,假定为X

当有车辆经过激光雷达下方时,探测的是激光雷达到车辆顶部的距离,假定为Z

X的值肯定比Z的值大,此时从数据上可以区分开是否有车辆经过,从而配合系统实现车流量的统计。

另外,根据Z值的不同,激光雷达还可以配合系统判别该车辆的高度,从而粗略的实现大小车型的判断。

图2 激光雷达上位机界面说明图

值得一提的是,该激光雷达除了统计车流量,还可触发摄像头拍照功能。

图3 激光雷达探测车辆通过1次,可触发摄像头拍照

测距原理

该款激光雷达在实际应用中,基于TOF(Time-of-Flight)即飞行时间原理,采用相位法实现测距功能。具体为激光雷达发出经调制的近红外光,遇物体后反射,传感器通过计算调制红外光的发射、反射后产生的相位差,来换算与被测目标物体之间的距离,以产生深度信息(可参照如下测距原理示意图)

图4 该激光雷达测距原理示意图

实际案例优势

实施便捷

激光雷达现场实施便捷,且安装成本较低。除了案例中的安装方式,还可以在高速卡口前方安装,如下图所示。

图5 激光雷达配合统计车流量的另一种安装方式

高效稳定

激光雷达可全天候高效运行,稳定性强

准确率高

通过该激光雷达自主研发的自适应算法,车流统计准确率达到99%

操作简单,易集成

激光雷达操作简单,便于集成到系统中采集数据

实际应用产品

该客户应用的统计车流量的激光雷达是北醒早已量产的TF02单点测距激光雷达,拥有达22m的量程和更稳定的测距性能。外壳材质选用高强度防腐蚀材料,提高了室外较恶劣环境的适应性。同时结合创新的生产工艺和软、硬件多项优化,使得激光雷达真正达到了消费级。

图6 激光TF02单点测距激光雷达产品实图

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    发表于 07-30 16:02 204次 阅读

    NCV4263-2C LDO稳压器 200 mA 高PSRR

    3-2C是一款200 mA LDO稳压器,集成了复位看门狗功能,专用于微处理器应用。其坚固性使NCV4263-2C可用于恶劣的汽车环境。 Enable功能可用于将静态电流降至最大10 A. NCV4263-2C包含电流限制,热关断和反向输出电流保护等保护功能。稳压器还提供看门狗,复位功能,可调节阈值和可调节的上电复位延迟时间。 特性 优势 启用功能 满足最大模块点火关闭静态电流10μA 直接更换for TLE4263 GM 没有重新设计布局 使用可调节阈值重置可调节上电延迟TimeWatchdog功能 能够为最新的μpro供电,更具设计灵活性 应用 终端产品 车身控制模块 仪器和集群 乘员保护与舒适 动力总成 汽车 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 14:02 327次 阅读
    NCV4263-2C LDO稳压器 200 mA 高PSRR

    NCV8768 LDO稳压器 150 mA 低压差 低Iq

    8是150 mA LDO稳压器,集成了窗口看门狗和复位功能,专用于微处理器应用。其坚固性使NCV8768可用于恶劣的汽车环境,典型低至31μA的超低静态电流使其适用于永久连接到需要具有或不具有负载的超低静态电流的电池的应用。 Enable功能可用于进一步降低静态电流,降至1μA。 NCV8768包含保护功能,如电流限制和热关断。 特性 优势 5.0 V,±2%,150 mA 严格的调节限制 超低静态电流:典型值31μA 节省电池寿命 极低压差 维持低输入时的输出电压调节电压(特别是在汽车起动过程中)。 启用功能 对设备的外部控制 重置可调节的上电延迟 禁止微处理器在低电压下执行未请求的任务。 Window Watchdog MPU控制 集成保护功能:电流限制热关机 自我保护 汽车的NCV前缀 符合汽车网站和变更控制& AEC-Q100资格要求。 应用 终端产品 车身控制模块 仪器和群集 乘员保护与舒适 动力总成 汽车 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 12:02 178次 阅读

    NCV8518C LDO稳压器 200 mA 看门狗唤醒 复位和使能

    8C器件是一款精密微功率稳压器。它具有5.0 V的固定输出电压,可在±2%范围内调节。它适用于所有汽车环境,并包含控制微处理器所需的所有功能。该器件具有低压差和低静态电流。它包括看门狗定时器,可调复位,唤醒和使能功能。该器件还包括安全功能,如热关断和短路保护。它能够处理高达45 V的瞬变。 特性 输出电压选项:5.0 V 输出电压精度:±2% 输出电流高达250 mA 低压差 70μA的低静态电流 低睡眠模式电流小于1.0μA 微功率兼容控制功能: - ENABLE - 看门狗 - 重置 - 唤醒 保护功能: - 热关断 - 电流限制 AEC-Q100 1级合格且PPAP能力 应用 终端产品 车身和底盘 仪器和集群 发动机控制单元 汽车 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 23:02 290次 阅读
    NCV8518C LDO稳压器 200 mA 看门狗唤醒 复位和使能

    NCV8535 LDO稳压器 500 mA 低Iq 超高精度 带使能

    5低静态电流低压降(LDO)线性稳压器是一款高性能LDO稳压器。它具有+/- 0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于任何类型的小至1.0 uF的电容器都是稳定的。 NCV8535还配备了感应和降噪引脚,以提高设备的整体实用性。 NCV8535提供反向偏压保护。 特性 线路和负载的高精度(25℃时+/- 0.9%) 满载时的超低压降(典型值260 mV) 稳定性无最小输出电流 低噪声(31 uVrms) w / 10 nF Cnr和51 uVrms w / out Cnr) 低关断电流(0.07 uA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 目前的限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器(包括MLCC)均可稳定 提供1.5 V,1.8 V,1.9V,2.5 V,2.8 V,2.85 V,3.0 V,3.3 V,3.5V,5.0 V和可调输出电压 应用 终端产品 汽车音响和信息娱乐 汽车配件 汽车仪表盘 汽车相机显示器 汽车仪表板电子产品 汽车 工业 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 22:02 306次 阅读

    TO294YSX 10Gb / s冷却EML即可

    Broadcom TO294YSx是一款10Gb / s光发射机系列,在TO-中集成了高速电吸收激光器(EML),微型TEC和监视器PD。可同轴包装。它设计用于小型可插拔收发器和其他类型的光模块,用于高速电信和数据通信应用,包括SONET OC-192,SDH STM-64和10G以太网。 功能 数据速率高达10.7 Gb / s  链接距离最大40 km,速度为10 Gb / s 温度稳定 TEC功耗非常低 50Ω单端数据输入 外壳工作温度范围:-40至+85°C 应用 10G光收发器模块(XFP,X2,XENPAK和SFP +) 用于SONET / SDH的300针转发器 10GbE接口 线卡 100GHz信道间隔DWDM...
    发表于 07-04 11:19 391次 阅读
    TO294YSX 10Gb / s冷却EML即可

    247E-1490 247E-1490

    247Ex-1490是一款单模边缘发射激光二极管芯片,发射波长为1490 nm,适用于输出功率高达75 mW的非制冷应用。该设计是在n型衬底上生长的带帽的台面掩埋异质结构(CMBH),具有多量子阱(MQW)有源层和分布反馈(DFB)光栅层。刻面在前刻面上涂有抗反射层,在后刻面上涂有高反射涂层。在p侧和n侧都提供金焊盘。出于识别目的,芯片两侧都会出现一个十六进制数字。所有激光芯片都来自已经使用代表性的许多器件进行认证的晶片,这些器件必须达到可接受的老化和多温度CW测试产量。每个出厂裸芯片都在25摄氏度下进行脉冲测试。 特性 高输出功率 低光束发散角 可粘合结合或结合 久经考验的现场可靠性历史悠久 设计可靠性,包括高质量MOCVD外延 专利低渗透欧姆p接触设计 专利的接合侧焊盘,提供焊料渗透的屏障 工作温度– 5°C至+ 75°C...
    发表于 07-04 10:56 775次 阅读
    247E-1490 247E-1490

    725VR 725VR

    725型25 Gb / s EML芯片载体(CoC)是一种光学子组件,由1.3微米电子吸收调制激光器组成( EML)安装在金属化平台上。  CoC已经过吹扫和电光测试,可支持25 Gb / s的应用。 该载波有四个LAN-WDM波长通道,共4次; 25Gb / s传输。 功能 能够传输高达28 Gb / s LAN-WDM平均值为~1296,1300,1305标称值1309 nm,4次; 25/28 Gb / s传输应用 工作温度45~60℃ CMBH多量子阱DFB结构 高度可靠 用于高ER /低Vpp的高带宽调制器...
    发表于 07-04 10:56 433次 阅读
    725VR 725VR

    247E-1310 247E-1310

    247Ex-1310是一款单模边缘发射激光二极管芯片,发射频率为1310 nm,适用于输出功率高达75mW的非制冷应用。该设计是在n型衬底上生长的带帽的台面掩埋异质结构(CMBH),具有多量子阱(MQW)有源层和分布反馈(DFB)光栅层。刻面在前刻面上涂有抗反射层,在后刻面上涂有高反射涂层。在p侧和n侧都提供金焊盘。出于识别目的,芯片两侧都会出现一个十六进制数字。所有激光芯片都来自已经使用代表性的许多器件进行认证的晶片,这些器件必须达到可接受的老化和多温度CW测试产量。每个出厂裸芯片都在25摄氏度下进行脉冲测试。 特性 高输出功率 低光束发散角 可粘合结合或结合 久经考验的现场可靠性历史悠久 设计可靠性,包括高质量MOCVD外延 专利低渗透欧姆p接触设计 专利的接合侧焊盘,提供焊料渗透的屏障 工作温度– 5°C至+ 75°C...
    发表于 07-04 10:56 278次 阅读
    247E-1310 247E-1310

    AFCD-V54JZ 25 Gb / s 1x4阵列氧化物VCSEL

    Broadcom AFCD-V54JZ 850nm 25 Gb / s 1x4阵列氧化物GaAs基垂直腔面发射激光器(VCSEL),具有150微米厚的基板。   VCSEL阵列专为高速光数据通信应用而设计,可产生圆对称的窄光束,通过适当的镜头,可将光功率有效耦合到50 / 125um和62.5 / 125um多模光纤中。 / div> 功能 850nm波长范围 数据速率从DC到25Gb / s 高功率输出  适用于非密封环境 应用 100GbE QSFP28有源光缆(AOC)
    发表于 07-04 10:55 579次 阅读
    AFCD-V54JZ 25 Gb / s 1x4阵列氧化物VCSEL

    AFCD-V51KC1 25 Gb / s氧化物VCSEL

    Broadcom AFCD-V51KC1 850nm 25 Gb / s氧化镓GaAs基垂直腔面发射激光器(VCSEL),具有150微米厚的基板。   VCSEL专为高速光数据通信应用而设计,可将光功率有效耦合到50 / 125um和62.5 / 125um多模光纤中。 功能 850nm波长范围 数据速率从DC到25Gb / s 符合100 Gb以太网 高功率输出  适用用于非密封环境 应用程序 25GbE SR SFP28可插拔收发器 25GbE SFP28有源光缆(AOC)
    发表于 07-04 10:55 273次 阅读
    AFCD-V51KC1 25 Gb / s氧化物VCSEL

    AFCD-V21KA2 10 Gb / s 850nm氧化物VCSEL

    Broadcom AFCD-V21KA2是一款850nm 10 Gb / s氧化镓GaAs基垂直腔面发射激光器(VCSEL),具有150微米厚的基板,专为高速光学设计数据通信应用。   VCSEL设计用于符合IEEE 802.3ae 10GBASE-SR的10Gb / s以太网链路,可将光功率有效耦合到50 / 125um和62.5 / 125um多模光纤中。 功能 850nm波长范围  数据速率从DC到10.3125 Gb / s  温度范围从5C到+ 75C 适用于非密封环境 应用 10GbE SR SFP +可插拔收发器 10GbE SFP +有源光缆(AOC) )...
    发表于 07-04 10:55 244次 阅读
    AFCD-V21KA2 10 Gb / s 850nm氧化物VCSEL

    AFCD-V51KC 28 Gb / s氧化物VCSEL

    Broadcom AFCD-V51KC是一款850nm 28 Gb / s氧化镓GaAs基垂直腔面发射激光器(VCSEL),具有150微米厚的基板。   VCSEL专为高速光数据通信应用而设计,可将光功率有效耦合到50 / 125um和62.5 / 125um多模光纤中。 功能 850nm波长范围 数据速率从DC到28Gb / s 高功率输出  适用于非密封环境 应用 25GbE SFP28有源光缆(AOC)
    发表于 07-04 10:54 334次 阅读
    AFCD-V51KC 28 Gb / s氧化物VCSEL

    BCM8956X 具有集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的汽车以太网交换机

    Broadcom® BCM8956X系列器件是Broadcom第五代完全集成的L2 +多层交换机解决方案,可支持车载网络应用的汽车认证(AEC-Q100)和温度等级。 BCM8956X系列产品为具有汽车行业多种最佳功能的交换机提供了标准,例如集成安全功能,主机连接带宽和硬件中的第3层路由功能。 功能 h3> 第2层千兆交换机,内置符合IEEE标准的100BASE-T1,1000BASE-T1 PHY和100-TX PHY 集成PCIe连接,为主机提供高带宽连接处理器 高级多级安全性 允许线速加密的专用硬件安全模块(HSM)块 L2防黑客 深度数据包检查 入侵防御报告 第3层流加速器从计算密集型路由操作中卸载主处理器 AVB&支持ARM Cortex M7可编程性的TSN IEEE AVB协议栈(IEEE 802.1AS时间同步和IEEE 802.1Qat SRP) 应用程序 汽车ADAS 信息娱乐 Gateway...
    发表于 07-04 10:14 351次 阅读
    BCM8956X 具有集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的汽车以太网交换机

    BCM89549 采用集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的安全汽车以太网交换机

    Broadcom® BCM89549器件是Broadcom第四代完全集成的BroadR-Reach®多层开关解决方案,支持车载网络应用的汽车认证(AEC-Q100)和温度等级。 BCM89549系列产品为所有Broadcom汽车以太网交换机中的高级安全功能添加了安全的启动和安全通信功能。 功能 全功能汽车以太网带有集成100BASE-T1和100-TX PHY的交换机 IEEE AVB协议栈(IEEE 802.1AS时间同步和IEEE 802.1Qat SRP) 用于高级安全性的线路速率数据包过滤 通过支持安全启动和信任圈来防止固件损坏。 小心控制从外部访问设备,以防止未经身份验证的配置更改 应用程序 汽车ADAS,信息娱乐,网关...
    发表于 07-04 10:13 810次 阅读
    BCM89549 采用集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的安全汽车以太网交换机

    BCM8953X 具有集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的汽车以太网交换机

    Broadcom® BCM8953X器件是Broadcom第二代完全集成的BroadR-Reach®多层开关解决方案,支持车载网络应用的汽车认证(AEC-Q100)和温度等级。 BCM8953X系列产品是具有高性能但具有挑战性的低功耗要求的关键汽车应用的最佳解决方案。 BCM8953X系列产品基于业界领先的低功耗架构,支持多种直观的低功耗模式以及汽车电缆诊断功能。 功能 功能齐全带有集成100BASE-T1和100-TX PHY的汽车以太网交换机 用于高级安全性的线速数据包过滤 IEEE AVB协议栈(IEEE 802.1AS时间同步和IEEE 802.1Qat SRP) 汽车应用的快速配置启动 应用 汽车ADAS,信息娱乐,网关...
    发表于 07-04 09:51 709次 阅读
    BCM8953X 具有集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的汽车以太网交换机