Métriques de performance Lidar : Comprendre les paramètres clés du laser Lidar

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La technologie LiDAR (Light Detection and Ranging) a connu une croissance fulgurante, principalement grâce à ses nombreuses applications. Elle fournit des informations tridimensionnelles sur le monde, indispensables au développement de la robotique et à l'avènement de la conduite autonome. Le passage de systèmes LiDAR coûteux en termes de mécanique à des solutions plus économiques promet des avancées significatives.

Applications de la source lumineuse Lidar dans les principales scènes, à savoir :mesure de température distribuée, LIDAR automobile, etcartographie par télédétectionCliquez ici pour en savoir plus si cela vous intéresse.

Indicateurs clés de performance du LiDAR

Les principaux paramètres de performance du LiDAR comprennent la longueur d'onde du laser, la portée de détection, le champ de vision (FOV), la précision de la mesure, la résolution angulaire, la fréquence d'acquisition de points, le nombre de faisceaux, le niveau de sécurité, les paramètres de sortie, l'indice de protection IP, la consommation d'énergie, la tension d'alimentation, le mode d'émission laser (mécanique ou à semi-conducteurs) et la durée de vie. Le LiDAR présente l'avantage d'une portée de détection étendue et d'une précision accrue. Cependant, ses performances diminuent considérablement par conditions météorologiques extrêmes ou en présence de fumée, et le volume important de données collectées engendre un coût non négligeable.

◼ Longueur d'onde du laser :

Les longueurs d'onde courantes pour l'imagerie 3D LiDAR sont de 905 nm et 1550 nm.Capteurs LiDAR à longueur d'onde de 1550 nmIl peut fonctionner à une puissance plus élevée, ce qui améliore la portée de détection et la pénétration à travers la pluie et le brouillard. Le principal avantage de la longueur d'onde de 905 nm réside dans son absorption par le silicium, ce qui rend les photodétecteurs à base de silicium moins coûteux que ceux nécessaires pour la longueur d'onde de 1550 nm.
◼ Niveau de sécurité :

Le niveau de sécurité du LiDAR, notamment sa conformité aux normes de sécurité, est le suivant :normes de classe 1, dépend de la puissance de sortie du laser pendant sa durée de fonctionnement, compte tenu de la longueur d'onde et de la durée du rayonnement laser.
Portée de détection : La portée d’un LiDAR est liée à la réflectivité de la cible. Une réflectivité élevée permet une plus grande distance de détection, tandis qu’une réflectivité faible réduit la portée.
◼ Champ de vision :

Le champ de vision d'un LiDAR comprend des angles horizontaux et verticaux. Les systèmes LiDAR mécaniques rotatifs ont généralement un champ de vision horizontal de 360 ​​degrés.
◼ Résolution angulaire :

Cela inclut les résolutions verticale et horizontale. L'obtention d'une haute résolution horizontale est relativement simple grâce aux mécanismes motorisés, atteignant souvent des valeurs de 0,01 degré. La résolution verticale est liée à la taille géométrique et à la disposition des émetteurs, avec des valeurs généralement comprises entre 0,1 et 1 degré.
◼ Taux de points :

Le nombre de points laser émis par seconde par un système LiDAR varie généralement de quelques dizaines à plusieurs centaines de milliers de points par seconde.
Nombre de poutres :

Le LiDAR multifaisceaux utilise plusieurs émetteurs laser disposés verticalement, la rotation du moteur générant de multiples faisceaux de balayage. Le nombre optimal de faisceaux dépend des exigences des algorithmes de traitement. Un plus grand nombre de faisceaux permet une description plus complète de l'environnement, ce qui peut réduire la charge algorithmique.
Paramètres de sortie :

Ces données comprennent la position (3D), la vitesse (3D), la direction, l'horodatage (dans certains LiDAR) et la réflectivité des obstacles.
◼ Durée de vie :

Les LiDAR mécaniques rotatifs ont généralement une durée de vie de quelques milliers d'heures, tandis que les LiDAR à semi-conducteurs peuvent durer jusqu'à 100 000 heures.
◼ Mode d'émission laser :

Le LiDAR traditionnel utilise une structure rotative mécanique, sujette à l'usure, ce qui limite sa durée de vie.à semi-conducteursLa technologie LiDAR, notamment les types Flash, MEMS et à réseau phasé, offre une durabilité et une efficacité accrues.

Méthodes d'émission laser :

Les systèmes LIDAR laser traditionnels utilisent souvent des structures rotatives mécaniques, ce qui peut entraîner une usure et une durée de vie limitée. Les systèmes radar laser à semi-conducteurs peuvent être classés en trois types principaux : flash, MEMS et réseau phasé. Le radar laser flash couvre l’intégralité du champ de vision en une seule impulsion, à condition qu’une source lumineuse soit présente. Il utilise ensuite la technique du temps de vol (ToFCette méthode permet de recevoir des données pertinentes et de générer une carte des cibles autour du radar laser. Le radar laser MEMS est structurellement simple : il ne nécessite qu’un faisceau laser et un miroir rotatif semblable à un gyroscope. Le laser est dirigé vers ce miroir, qui contrôle sa direction par rotation. Le radar laser à réseau phasé utilise un micro-réseau d’antennes indépendantes, ce qui lui permet d’émettre des ondes radio dans toutes les directions sans rotation. Il contrôle simplement la synchronisation des signaux de chaque antenne pour diriger le signal vers un emplacement précis.

Notre produit : Laser à fibre pulsé 1550 nm (source lumineuse LDIAR)

Caractéristiques principales :

Puissance de crête :Ce laser possède une puissance de sortie de crête allant jusqu'à 1,6 kW (à 1550 nm, 3 ns, 100 kHz, 25 °C), améliorant la force du signal et étendant la portée, ce qui en fait un outil essentiel pour les applications de radar laser dans divers environnements.

Haute efficacité de conversion électro-optiqueL'optimisation du rendement est essentielle à tout progrès technologique. Ce laser à fibre pulsé offre un rendement de conversion électro-optique exceptionnel, minimisant ainsi le gaspillage d'énergie et garantissant que la majeure partie de la puissance soit convertie en un signal optique utile.

Faible bruit ASE et effets non linéairesDes mesures précises nécessitent de minimiser le bruit parasite. La source laser fonctionne avec un niveau extrêmement faible d'émission spontanée amplifiée (ASE) et de bruit dû aux effets non linéaires, garantissant ainsi des données radar laser propres et précises.

Plage de températures de fonctionnement étendueCette source laser fonctionne de manière fiable dans une plage de température de -40℃ à 85℃ (à coque), même dans les conditions environnementales les plus exigeantes.

De plus, Lumispot Tech propose égalementLasers pulsés 1550 nm 3 kW/8 kW/12 kW(comme indiqué sur l'image ci-dessous), convient pour le LIDAR, la topographie,allant,Détection de température distribuée, et plus encore. Pour des informations spécifiques sur les paramètres, vous pouvez contacter notre équipe de professionnels à l'adresse suivante :sales@lumispot.cnNous proposons également des lasers à fibre pulsés miniatures spécialisés de 1535 nm, couramment utilisés dans la fabrication de systèmes LIDAR pour l'automobile. Pour plus de détails, cliquez sur «  ».LASER À FIBRE PULSÉE MINIATURE 1535NM DE HAUTE QUALITÉ POUR LIDAR."

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Date de publication : 16 novembre 2023