雷达实习报告

雷达实习报告
雷达实习报告

气象雷达资料处理及应用实习报告

姓名:学号:

完成时间:

一、实习目的

1.掌握雷达系统,包括雷达数据采集子系统(RDA)、雷达产品生成子系统(RPG)、主用户处理器子系统(PUP),能够进行一些图像生成(基数据回放),对一些常用图像(产品)进行分析。

2.掌握PPI显示时的一些软件(编程)处理方法,包括不同象限的范围处理,以及一些插值处理等技术,应用BASIC语言,自己编写一个PPI的360°显示图像。

二、实习过程

1.安装PUP与RPG,用RPG处理雷达基数据文件,保存在D:\PRODUCT (Archive2)目录下,生成的文件(产品文件在D:\PRODUCT目录下)有:基本反射率(19、20)、基本速度(27)、基本谱宽(30)、用户可选降水(31)、混合扫描反射率(33)、组合反射率(37、38)、组合反射率等值线(39)、回波顶(41)、回波顶等值线(42)、强天气概率(47)、风廓线(48)、风暴相对平均径向速度(56)、垂直积分液态含水量(57)、风暴追踪信息(58)、冰雹指数(59)、中尺度气旋(60)、龙卷涡度特征(61)、风暴结构(62)、分层组合反射率(67)、1小时累积降水(78)、3小时累积降水(79)、风暴总累计降水(80)、补充降水数据(82)、速度方位显示(84)、综合切变(87)、综合切变等值线(88)、CAPPI 反射率(110)、CAPPI速度(113)、CAPPI谱宽(115)。

打开PUP和RPG,连接成功时,在RPG中应该出现绿灯,然后把基数据放入D:\ARCHIEV2文件目录下,把基数据的文件名改成相应的格式(名称),点击RPG中的REPLAY BASEDATA 按钮,RPG的绿灯出现闪烁,表示RPG处在工作状

态,正在对雷达的基数据文件进行处理。

2. (典型个例分析)

2002年5月13日长沙一次锋面过程分析:

2002年5月13日16时05分(北京时间,以下皆为北京时),冷锋向东南移动到达长沙的北部,图为冷锋由雷达西北方移过雷达站的整个过程。

(a)是17时11分1.5°仰角的速度图和反射率图,零速度线折点在方位角307°,距离雷达50km处。右图相应锋后位置有强回波,即有强降水区。

(a)

(a)

(b)是17点35分不同仰角的多普勒速度图,1.5°仰角图中,在296°方位角,距离雷达40km处,零速度线有明显的折角。锋面正从西北方向移近。锋后为西北风,锋前西南风,锋前风随高度顺转,表明是暖平流,锋后风随高度逆转,表明有冷平流。3.4°仰角多普勒速度图中,零速度线明显的折角在328°方位角,距离雷达站45km处.316°方位角,距离雷达78km,高度为4.98km处,风随高度又转为顺转,说明该处锋面到达的高度 4.98km,该高度以上为暖空气。冷锋附近有较强的辐合。雷达抬高仰角,识别出的锋面就会变短,并且仰角越高,越远离雷达。

(b)

(c)是18时54分1.5°仰角的速度图和反射率图,这个时刻左右,锋面经过测站。

(c)

(d)是19时24分1.5°仰角的速度图和反射率图,这个时刻锋面已经过

了测站。

(d)

三、实习结果

1.通过此次实习,我熟悉了雷达系统,包括雷达数据采集子系统(RDA)、雷达产品生成子系统(RPG)、主用户处理器子系统(PUP),掌握了一些图像的生成(基数据回放),也学会了对一些常用图像(产品)进行分析。

2. 通过雷达产品分析,学会了径向速度图与反射率图的综合分析,对典型的系统有了深刻的认识,包括其结构、性质等。

(参考资料)世界各国战地雷达表

Battlefield Surveillance Radars
Global Sales Mapping
February 2010
Country Belgium
Manufacturer Belgian Advanced Tech SA (ELTA IAI License)
Product SCB 2130A
Status Being marketed
Bulgaria Kintex
GR-100M
Being marketed
Identified Sales Belgium Army acquired 25 (also mounted on an armored personnel carrier) + sold to three others unidentified foreign clients Presumably sold to Bulgarian security forces
Kintex
NR-100
Being
Bulgarian Army
marketed
Kintex
FARA
Being
sold to Bulgarian security
marketed forces
Kintex
CREDO
Being
Bulgarian Army
marketed
Great Britain
Thales Sensors
PPS-5 MSTAR
Being marketed
Over 400 units sold. Among which Finland, Canada, UK, Spain and the Netherlands and Saudi Arabia. Manufactured under license in Saudi Arabia Australia
Germany Thales SEL
BOR-A 550 Being marketed
German Army, Greek Army 20 units, also sold to Saudi Arabia security forces

激光雷达技术的应用现状及应用前景

光电雷达技术 课程论文 题目激光雷达技术的应用现状及应用前景

专业光学工程 姓名白学武 学号2220140227 学院光电学院 2015年2月28日 摘要:激光雷达无论在军用领域还是民用领域日益得到广泛的应用。介绍了激光雷达的工作原理、工作特点及分类,介绍了它们的研究进展和发展现状,以及应用现状和发展前景。 引言 激光雷达是工作在光频波段的雷达。与微波雷达的T作原理相似,它利用光频波段的电磁波先向目标发射探测信号,然后将其接收到的同波信号与发射信号相比较,从而获得目标的位置(距离、方位和高度)、运动状态(速度、姿态)等信息,实现对飞机、导弹等目标的探测、跟踪和识别。 激光雷达可以按照不同的方法分类。如按照发射波形和数据处理方式,可分为脉冲激光雷达、连续波激光雷达、脉冲压缩激光雷达、动目标显示激光雷达、脉冲多普勒激光雷达和成像激光雷达等:根据安装平台划分,可分为地面激光雷达、机载激光雷达、舰载激光雷达和航天激光雷达;根据完成任务的不同,可分为火控激光雷达、靶场测量激光雷达、导弹制导激光雷达、障碍物回避激光雷达以及飞机着舰引导激光雷达等。 在具体应用时,激光雷达既可单独使用,也能够同微波雷达,可见光电视、

红外电视或微光电视等成像设备组合使用,使得系统既能搜索到远距离目标,又能实现对目标的精密跟踪,是目前较为先进的战术应用方式。 一、激光雷达技术发展状况 1.1关键技术分析 1.1.1空间扫描技术 激光雷达的空间扫描方法可分为非扫描体制和扫描体制,其中扫描体制可以选择机械扫描、电学扫描和二元光学扫描等方式。非扫描成像体制采用多元探测器,作用距离较远,探测体制上同扫描成像的单元探测有所不同,能够减小设备的体积、重量,但在我国多元传感器,尤其是面阵探测器很难获得,因此国内激光雷达多采用扫描工作体制。 机械扫描能够进行大视场扫描,也可以达到很高的扫描速率,不同的机械结构能够获得不同的扫描图样,是目前应用较多的一种扫描方式。声光扫描器采用声光晶体对入射光的偏转实现扫描,扫描速度可以很高,扫描偏转精度能达到微弧度量级。但声光扫描器的扫描角度很小,光束质量较差,耗电量大,声光晶体必须采用冷却处理,实际工程应用中将增加设备量。 二元光学是光学技术中的一个新兴的重要分支,它是建立在衍射理论、计算机辅助设计和细微加工技术基础上的光学领域的前沿学科之一。利用二元光学可制造出微透镜阵列灵巧扫描器。一般这种扫描器由一对间距只有几微米的微透镜阵列组成,一组为正透镜,另一组为负透镜,准直光经过正透镜后开始聚焦,然后通过负透镜后变为准直光。当正负透镜阵列横向相对运动时,准直光方向就会发生偏转。这种透镜阵列只需要很小的相对移动输出光束就会产生很大的偏转,透镜阵列越小,达到相同的偏转所需的相对移动就越小。因此,这种扫描器的扫

2020年智能交通系统激光雷达行业分析

2020年智能交通系统激光雷达行业分析 一、行业概况 (2) 二、行业竞争状况 (3) 1、SICK (4) 2、IBEO Automotive Systems GmbH (4) 3、Velodyne Lidar (4) 4、速腾聚创 (4) 5、禾赛科技 (5) 6、思岚科技 (5) 三、行业主要壁垒 (5) 1、技术与人才壁垒 (5) 2、资质壁垒 (6) 3、资金壁垒 (6) 4、品牌和客户资源壁垒 (7)

一、行业概况 智能交通系统(即ITS-Intelligent Transportation System)是将信息技术、计算机、数据通信、传感器、电子控制、自动控制、人工智能、运筹学等技术有效集成运用,对交通管理、交通运输、公众出行等交通领域全方位以及交通建设管理全过程进行管控支撑,使交通系统在区域、城市各时空范围内具备感知、互联、分析、预测、控制等能力,以充分保障交通安全、发挥交通基础设施效能、提升交通系统运行交流和管理水平。 智能交通行业是以智能交通系统为载体,智能交通服务为最终目标的、相互关联的增值活动企业个体所组成的企业群,其构成包括智能交通信息采集与处理设备制造商、智能交通信息服务集成商、智能交通信息服务提供商、智能交通信息通信网络运营商、智能交通信息服务和管理终端设备制造商及其软件系统开发商、交通工具生产商和政府管理部门等。其中,智能交通信息采集与处理设备是整个智能交通系统尤为重要的环节,智能交通信息采集与处理设备利用先进传感技术、电子控制技术、现代微波通信技术、嵌入式软硬件技术等,采集并处理交通基础数据,将信息按照一定的接口和编码规范输出给智能交通信息管理应用平台,为使用者和管理者提供应用依据,对智能交通系统和服务的质量起着先导作用。我国政府积极出台相关政策,快速促进智能交通行业发展。政府、行业和企业协力促进智能交通行业的技术革新、标准制定和产品研发。我国开展一系列的示范项目,

专业靠谱的名表维修服务中心手表完全服务介绍

专业靠谱的名表维修服务中心手表完全服务介绍 常常能在说明书后面看到“手表在使用3~5年后需要做一次保养”,那么手表保养到底是什么?有人把手表保养与汽车保养做类比,但汽车保养在4S店还能通过电视屏幕、隔着玻璃看到个一二,有的时候甚至还能混到车间当面探个究竟。而手表的保养都是送进去后就了无声息,看不着摸不到,一个月左右通知拿表,直接就结账走人,也没人解释个所以然,这白花花的银子付完之后就为了满足一下心里上的小小安慰? 你是否也曾有过这样的疑惑呢?手表送去保养后,具体都会做些什么呢?今天我们就跟着时汇顾问福来得先生(特约资深媒体人)一起探访一下专业的授权服务到底是怎么做的!

保养的第一步,自然是你得先有块表,然后在需要保养的时候送到售后,手表售后还是要去专业的地方比较靠谱。在平时,不同品牌的售后地址是不一样,如果有好几块表,可能要跑好多地方才能一一送修处理,这大夏天的太折腾人了,除了品牌官方直营的服务网点以外,还会有一些官方授权的服务中心,时汇就是这么一家服务网点,既能得到专业服务,还免去了东奔西跑的麻烦。

手表送修签收之后,第一步是进入车间进行拆解,先是卸下表带,然后是打开后盖,拿出机芯,并逐一拆解下来。井然有序的外观零件放一坨,机芯零件放另一堆。 手表被“支解”后,零件被运送到清洗车间,听说不同的零件清洗时使用的溶液配比都是不一样的,什么融冰素啦什么F45啦…什么1:9、等等吧!反正就是不同零件都是量身定制的“洗澡水”这待遇……啧啧!

清洗干净之后零件会被放入一个仪器中烘干。然后,外观零件又会被送入打磨车间——这里应该是售后车间最热闹的地方了,机器与零件碰撞出的火花与发出的喧嚣声此起彼伏、交相辉映,像夜空中燃放的礼花弹一般奇妙无比。同时,为了保证安全,这里的师傅都带着口罩和护目镜。 手表被拆卸下来后,零件都会放在一个中间有着若干格子的长方形盒子中,然后,当盒子流转到这里,就要开始组装了,一般一个机芯的安装时间在2~4小时。如果是复杂功能或者高级复杂功能,时间则会更久,维修技师的资质要求也会更高,经验也需要更丰富。那有人

手表维修必备工具及操作解析之一

点击查看:送朋友什么手表好 手表维修必备工具及操作解析之一 您对维修的常识了解多少?您是否想进入维修的领域却苦寻不着门道?我们将为您整 理出一系列实际维修过程中所需的工具解析,在不断吸收了解高级钟表知识的同时,引领大家获得更基础的维修常识。 图文:放大镜与使用方式。 用途:由于手表零件精细,必须经由放大镜才得以看清每个零组件。通常都需准备3到12倍数种不同放大倍率的放大镜,低倍数多用于零件拆装,高倍数则用于调整游丝、检 查车芯有无歪斜或极细小的零件。 用法:可直接将上下眼皮撑开夹住放大镜,也可以自行用铁丝或购买现成的铁丝圈, 将放大镜套紧再套在头上,铁丝长度可自行调整,而且近视戴眼镜的人也可以直接放在镜面 上使用。

图文:表带支撑座。 用途:调整表带长短时用来固定表带以方便拆解的支撑座。 用法:将表带顶针依箭头方向垂直置于活动式表节活动栓处,以槌子轻敲,活动栓便 会脱离,调整到适当长度后再由另一边依同样方法装回即可。 图文:拆表刀。 用途:开启手表后底盖。 用法:将手表握稳避免打滑而割伤后底盖,以开表刀从后底盖边缘开口处用力压入扳 起即可,开表刀另一端有较短的刀,可用于皮带表的皮带拆卸。注意:仅适用于压入式的后底盖设计,旋入式底盖、锁螺丝底盖或特殊底盖就必须使用专用的开表器。 图文:开表器。 用途:打开旋入式后底盖。 用法:后端设有调整大小尺寸的旋转钮,将开表器调整至手表的适当大小后,压住并 向左旋转,便可打开后底盖,最好与手表固定座搭配使用较为顺手。 图文:木质手表固定座。 用途:因应男、女表而有正反面不同尺寸之分,木质材料,不易伤及表壳,搭配开表 器可以轻松安全的打开手表后底盖。

激光雷达的分类

激光雷达的分类 激光雷达,简称Lidar,也称LaserRadar或LADAR(LaserDetectionandRanging:激光探测及测距),是通过激光照射目标并用传感器测量反射光来测量目标距离的一种测量方法。 目前激光雷达广泛应用在测绘、气象监测、安防、自动驾驶等领域。且大部分人认为,激光雷达是自动驾驶不可或缺的关键传感器。目前市面上可见的车载激光雷达,基本都是机械式,其典型特征即为拥有机械部件,会旋转,比如Velodyne著名的大花盆HDL64。当然也有混合固态激光雷达,即外面不转了,但里面仍有激光发射器进行旋转的种类。 但除了这两种激光雷达外,因使用的技术不同,还分为多种激光雷达。下面我们一起来全面了解激光雷达的分类。 根据结构,激光雷达分为机械式激光雷达、固态激光雷达和混合固态激光雷达。 1、机械式激光雷达 机械激光雷达,是指其发射系统和接收系统存在宏观意义上的转动,也就是通过不断旋转发射头,将速度更快、发射更准的激光从“线”变成“面”,并在竖直方向上排布多束激光,形成多个面,达到动态扫描并动态接收信息的目的。 以Velodyne生产的第一代机械激光雷达(HDL-64E)为例,竖直排列的激光发射器呈不同角度向外发射,实现垂直角度的覆盖,同时在高速旋转的马达壳体带动下,实现水平角度360度的全覆盖。因此,HDL-64E在汽车行驶过程中,就一直处于360度旋转状态中。 因为带有机械旋转机构,所以机械激光雷达外表上最大的特点就是自己会转,个头较大。 如今机械激光雷达技术相对成熟,但价格昂贵,暂时给主机厂量产的可能性较低;同时存在光路调试、装配复杂,生产周期漫长,机械旋转部件在行车环境下的可靠性不高,难以符合车规的严苛要求...等不足。 当前的激光雷达战场,机械旋转式方案占据着绝对的统治地位,目前除了美国Quanergy 以外,各大主流的激光雷达供应商都是以机械旋转式的产品线为主,并以此为基础不断推进更高线数产品的迭代。比如做激光雷达起步最早、做的最大的Velodyne,主攻的就是机械激光雷达,其机械激光雷达目前可做到128线,性能非常强悍。 2、混合固态激光雷达 2016年1月的CES消费电子展会上,Velodyne展示了“混合固态超级冰球”(Solid-StateHybridUltraPuckAuto),由此引入了混合固态激光雷达的概念。 机械式激光雷达在工作时发射系统和接收系统会一直360度地旋转,而混合固态激光雷达工作时,单从外观上是看不到旋转的,巧妙之处是将机械旋转部件做得更加小巧并深深地隐藏在外壳之中。

激光雷达测距原理与其应用

目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言 (1) 1雷达与激光雷达系统 (2) 2激光雷达测距方程研究 (3) 2.1测距方程公式 (3) 2.2发射器特性 (4) 2.3大气传输 (5) 2.4激光目标截面 (5) 2.5接收器特性 (6) 2.6噪声中信号探测 (6) 3伪随机m序列在激光测距雷达中的应用 (7) 3.1测距原理 (7) 3.2 m序列相关积累增益 (8) 3.3 m序列测距精度 (8) 4脉冲激光测距机测距误差的理论分析 (9) 4.1脉冲激光测距机原理 (9) 4.2 测距误差简要分析 (10) 5激光雷达在移动机器人等其它方面中的应用 (10) 6结束语 (11) 致谢 (12) 参考文献 (12)

激光雷达测距原理与其应用 摘要:本文简单介绍激光雷达系统组成,激光雷达系统与普通雷达系统性能的对比,着重阐述激光雷达测距方程的研究。针对激光远程测距中的微弱信号检测,介绍一种基于m序列的激光测距方法,给出了基于高速数字信号处理器的激光测距雷达数字信号处理系统的实现方案,并理论分析了脉冲激光测距机的测距误差。了解并学习激光雷达在移动机器人等其它方面中的应用。 关键词:激光雷达;发射器和接收器特性; 伪随机序列; 脉冲激光;测距误差 Applications and Principles of laser radar ranging Student majoring in Optical Information Science and Technology Ren xiaonan Tutor Shang lianju Abstract:This paper briefly describes the composition of laser radar systems, laser radar system and radar system performance comparison of normal, focusing on the laser radar range equation. Laser Ranging for remote signal detection, presents a introduction of a sequence based on laser ranging method m, gives the high-speed digital signal processor-based laser ranging radar digital signal processing system implementations, and theoretical analysis of the pulse Laser rangefinder range error.We understand and learn application of Laser radar in the mobile robot and other aspects. Key words:Laser radar; Transmitter and receiver characteristics;Pseudo-random sequence;Pulsed laser;Ranging error. 引言:激光雷达是传统雷达技术与现代激光技术相结合的产物,激光具有亮度 高、单色性好、射束窄等优点,成为光雷达的理想光源,因而它是目前激光应用主要的研究领域之一。激光雷达是一项正在迅速发展的高新技术,激光雷达技术从最简单的激光测距技术开始,逐步发展了激光跟踪、激光测速、激光扫描成像、激光多普勒成像等技术,使激光雷达成为一类具有多种功能的系统。利用激光作为遥感设备可追溯到30多年以前,从20世纪60年代到70年代,人们进行了多项试验,结果都显示了利用激光进行遥感的巨大潜力,其中包括激光测月和卫星激光测距。激光雷达测量技术是一门新兴技术,在地球科学和行星科学领域有着广泛的应用.LiDAR(LightLaser Detection and Ranging)是激光探测及测距系统的简称,通常指机载对地激光测距技术,对地激光测距的主要目标是获取地质、地形、地貌以及土地利用状况等地表信息。相对于其他遥感技术,LIDAR的相关研究是一个非常新的领域,不论是在提高LIDAR数据精度及质量方面还是在丰富LIDAR数据应用技术方面的研究都相当活跃。随着LIDAR传感器的不断进步,地表采点密度的逐步提高,单束激光可收回波数目的增多,LIDAR数据将提供更为丰富的地表和地物信息。激光测距可分为星载(卫星搭载)、机载(飞机搭载)、车载(汽车搭载)以及定位(定点测量)四大类,目前激光测距仪已投入使用,激光雷达正处在试验阶段,某些激光雷达已付诸实用.本文对激光雷达的测距原理、发射器和接收器特性、束宽、大气传输以及目标截面、外差效率进行分析, 提出基于伪随机序列的激光测距技术 ,可将激光

雷达手表保养多少钱 雷达售后地址

温馨提示:雷达售后服务中心从创立之初就秉承精益求精顾客至上的理念。专业化客服全天候在线为您解答时计问题。服务中心配备先进的专业检测工具、维修设备及仪器仪表,标准的受理大厅,独立的VIP客室,舒适的休息区,以科学的维修技术,贴心周到的服务,诚信的职业操守,为您提供优质的雷达时计维修服务。预约成功即可尊享9折优惠! 雷达秉持唯美主义,只制造品质最上乘的腕表的座右铭,坚持创作经典永恒的腕表系列。雷达坚定不移地传达其独特的品牌理念,凭借出色卓越的制表技艺与对艺术的热诚,在多年的辉煌历程中被公认为世界上最具创意的手表制造商之一。下面就让我们一起来看看雷达手表该怎么保养。 雷达手表应该多长时间接受一次保养? 雷达腕表通常是每周七天,每天24小时全天候不停运转。腕表 的保养频率取决于腕表的类型、气候以及腕表佩戴者的保养状况。 ? 一般来说,与其他精密机械工具一样,应该至少每隔4—5年对 腕表进行一次维护保养,以确保腕表的可靠性和精确性。 ? 全面保养服务包括哪些操作? ? 全面保养服务价目表中包含了以下操作: ?

将机芯完全拆开、清洁、上油、重新组装、调校、并检查功能;维修或更换任何出现磨损或故障的机芯组件; ? 更换以下部件:表镜、表冠、按钮、密封圈和石英机芯的电池(服务价目表中所包含的部件,不包括特别形状矿物玻璃和蓝宝石水晶镜面); ? 恢复防水性(如果是防水表款); 表壳或表链翻新(双色、镀金和PVD镀层表壳和表链,仅限清洗);上述服务标准仅适用于雷达表瑞士总部。 ? 雷达手表保养一次需要多少钱? ? 雷达表维修、保养的价格跟需要进行的项目有关,从2至3百元到1千多元不等。 如何识别蓝宝石表镜? 1、呵气法 在表面上呵一口气,雾气快速散开的为蓝宝石水晶玻璃,一般情况是当你把嘴巴从表镜上方拿开的那一刹那间就散开了,再看表面时已看不到雾气。 2、轻叩法

激光雷达的发展历程及车用激光雷达的产业格局和发展趋势

激光雷达的发展历程及车用激光雷达的产业格局和发展趋势

目录索引 研究逻辑 (4) 激光雷达:高精度的传感器,与ADAS及无人驾驶形成良好搭配 (5) 激光雷达的原理与结构:基于TOF飞行时间的高精度测量 (5) 激光雷达的发展历程:从机械走向固态,从单线束走向多线束 (6) 激光雷达与ADAS及无人驾驶形成良好搭配 (7) 车用激光雷达的产业格局和发展趋势 (8) 国外企业破风而行,不断寻求技术突破 (8) 国内企业加速追赶,目标产品逐步成型 (12) 低成本化时代来临,路径选择求同存异 (14) 投资建议 (15) 风险提示 (15)

图表索引 图1:激光雷达工作原理图 (5) 图2:激光雷达系统结构图 (5) 图3:机械激光雷达 (6) 图4:固态激光雷达 (6) 图5:单线激光雷达与多线激光雷达对比 (7) 图6:2.5D激光雷达 (7) 图7:3D激光雷达 (7) 图8:主要类型的ADAS传感器 (7) 图9:不同类型的ADAS传感器性能对比 (8) 图10:Velodyne激光雷达产品及主要参数 (9) 图11:HDL-64E正面构造 (9) 图12:HDL-64E背面构造 (9) 图13:Ultra Puck产品计划 (10) 图14:Ultra Puck内部结构 (10) 图15:Quanergy公司的The Mark VIII激光雷达 (10) 图16:The Mark VIII激光雷达的主要参数 (10) 图17:Quanergy公司的S3固态激光雷达 (11) 图18:S3固态激光雷达主要参数 (11) 图19:IBEO车用激光雷达产品 (11) 图20:LUX-4L激光路径 (11) 图21:LUX-8L激光路径 (11) 图22:镭神智能激光雷达产品 (12) 图23:思岚科技激光雷达产品 (13) 图24:华达科捷3D激光雷达 (13) 图25:激光雷达低成本化的主要路径 (14)

深度剖析激光雷达核心技术

深度剖析激光雷达核心技术 从四个维度深度剖析激光雷达核心技术 激光雷达(LiDAR)的产业化热潮来源于自动驾驶汽车的强烈需求。在美国汽车工程师学会(SAE)定义的L3级及以上的自动驾驶汽车之中,作为3D视觉传感器的激光雷达彰显了其重要地位,为自动驾驶的安全性提供了有力保障。因此,激光雷达成为了产业界和资本界追逐的“宠儿”,投资和并购消息层出不穷。很多老牌整车厂和互联网巨头都展开了车载激光雷达的“军备竞赛”。近期,MEMS激光雷达技术发展最为活跃,并且吸引了大多数投资,同时宝马宣布将于2021年推出集成MEMS激光雷达的自动驾驶汽车。 不同自动驾驶等级对传感器的需求分析(数据来源:Yole) 伴随着自动驾驶热度上升,激光雷达相关新闻铺天盖地袭来。但是这项在自动驾驶领域尚不成熟的3D视觉技术,不仅公开技术资料稀缺,而且企业和媒体关于各种激光雷达的分类和称谓表达五花八门,例如:机械式、固态、全固态、混合固态;又如:MEMS(微机电系统)、OPA(光学相控阵)、Flash(闪光);亦如:FMCW(调频连续波)、脉冲波;还如:飞行时间法、三角测距法等。这些称谓常常让圈内圈外的人士感到困惑。不用担心,麦姆斯咨询为您答疑解惑,本报告从“测距原理、光源、光束操纵、探测器”四个维度对激光雷达核心技术及分类进行了分析,力求让读者对激光雷达错综复杂的技术脉络有清晰的认知。 当我们在交流“直接/间接飞行时间法、三角测距法”等概念时,这实际上是激光雷达的“测距原理”维度;而谈及“机械式、MEMS、OPA、Flash”等关键词时,这属于激光雷达的“光束操纵”维度;无论是905nm还是1550nm的波长,还是边发射激光器(EEL)或垂直腔面发射激光器(VCESL),这是从激光雷达的“光源”维度交流问题;而涉及PIN、APD(雪崩光电二极管)/SPAD(单光子雪崩二极管)、SiPM(硅光电培增管),或是单点、线阵、面阵,则是从激光雷达的“探测器”维度分析技术。 掌握不同类型激光雷达技术路线及“硬核”

激光雷达基础知识

什么是色散呢? 当光纤的输入端光脉冲信号经过长距离传输以后,在光纤输出端,光脉冲波形发生了时域上的展宽,这种现象即为色散。以单模光纤中的色散现象为例,如下图所示: 如何消除色度色散对DWDM系统的影响: 对于DWDM系统,由于系统主要应用于1550nm窗口,如果使用G.652光纤,需要利用具有负波长色散的色散补偿光纤(DCF),对色散进行补偿,降低整个传输线路的总色散。 光的衍射 光在传播过程中,遇到障碍物或小孔时,光将偏离直线传播的途径而绕到障碍物后面传播的现象,叫光的衍射(Diffraction of light)。 光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。

物理学中,干涉(interference)是两列或两列以上的波在空间中重叠时发生叠加从而形成新的波形的现象。 光的干涉 光的干涉现象是波动独有的特征,如果光真的是一种波,就必然会观察到光的干涉现象。定义:两列或几列光波在空间相遇时相互叠加,在某些区域始终加强,在另一些区域则始终削弱,形成稳定的强弱分布的现象,证实了光具有波动性。 两束光发生干涉后,干涉条纹的光强分布与两束光的光程差/相位差有关:当相位差为周期的整数倍时光强最大;当相位差为半周期的奇数倍时光强最小。从光强最大值和最小值的和差值可以定义干涉可见度作为干涉条纹清晰度的量度。 只有两列光波的频率相同,相位差恒定,振动方向一致的相干光源,才能产生光的干涉。由两个普通独立光源发出的光,不可能具有相同的频率,更不可能存在固定的相差,因此,不能产生干涉现象。 大气气溶胶 大气气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。它们能作为水滴和冰晶的凝结核、太阳辐射的吸收体和散射体,并参与各种化学循环,是大气的重要组成部分。雾、烟、霾等都是天然或人为原因造成的大气气溶胶。 大气气溶胶是悬浮在大气中的固态和液态颗粒物的总称,粒子的空气动力学直径多在0.001~100μm之间,非常之轻,足以悬浮于空气之中,当前主要包括6 大类7种气溶胶粒子,即:沙尘气溶胶、碳气溶胶(黑碳和有机碳气溶胶)、硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶和海盐气溶胶。 散射特性:气溶胶质点能发生光的散射,这是使天空成为蓝色,太阳落山时成为红色的原因。 多普勒频移 当移动台以恒定的速率沿某一方向移动时,由于传播路程差的原因,会造成相位和频率的变化,通常将这种变化称为多普勒频移。 多普勒效应造成的发射和接收的频率之差称为多普勒频移。它揭示了波的属性在运动中发生变化的规律。 主要内容为:物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面,波被压缩,波长变得较短,频率变得较高(蓝移blue shift)。多普勒频移,当运动在波源后面时,会产生相反的效应。波长变得较长,频率变得较低(红移red shift)。 多普勒频移及信号幅度的变化等如图所示。当火车迎面驶来时,鸣笛声的波长被压缩(如图2右侧波形变化所示),频率变高,因而声音听起来尖利刺耳。当火车远离时,声音波长就被拉长(如图2左侧波形变化所示),频率变低,从而使得声音听起来减缓且低沉。

激光雷达的基本技术

第二章 激光雷达的基本技术 如前所述,激光雷达的种类繁多、结构各异,其整机形式及体积重量也很不相同。为说明这一特点,图2.1~2.4给出了几种典型的激光雷达外观图。其中,图2.1~2.2为两种大型的激光雷达。而图2.3~2.4则为两种小型激光雷达。尽管如此,对所有的激光雷达而言,有一点是共同的,它们都是 图2.1 NASA 平流层气溶胶Lidar 照片 图2.2 欧共体 ALOMAR Lidar 图 2.3 IAP RMR 激光雷达 图2.4 便携式激光雷达

由发射、接收和信号处理三个主要部分组成。并且再分下去,这三部分又都由激光器、发射光学、接收光学、窄带滤光、通道分光、光电探测器和信号处理电路(通常包括微型计算机)等几个部件组成。此外,在由部件组成激光雷达时,都会涉及发射光束和接收视场的匹配,联调或同步扫描等技术问题。也就是说,在不同的激光雷达中都需要采用一些共同的部件或整机技术。因此,本书在讲述各种具体类型激光雷达之前,先对这些共同的激光雷达部件技术作简要的介绍。 2.1 发射系统技术 2.1.1 发射激光器 激光器用来产生发射激光束,故常称用于激光雷达的激光器为发射激光器。发射激光器是激光雷达中最为重要的技术部件,它的质量往往在很大程度上决定了激光器的探测性能。对用于激光雷达的激光器,通常有如下要求: 1.有较大的输出功率,且大多数都需要工作于脉冲方式,因此相应的要求是脉冲能量大、脉冲重复频率高。 2.激光的光束质量好,特别是要求光束的发散度要小、指向性要好。 3.对于工作于差分吸收或荧光机制的激光雷达,还要求激光输出波长处于特定光谱范围或要求其可以调谐。 4.通常还要求激光器体积、功耗小,性能稳定可靠等,以满足激光雷达多种运载方式的要求。 能基本上满足上述要求的激光器有很多种,范围涵盖了以固体、气体、液体和半导体为工作物质的各种激光器。但是,真正经常用于激光雷达的激光器实际上有少量几种,现分别简介如下:1.Nd:YAG激光器 Nd:YAG激光器是一种典型的固体工作物质的激光器。由于它多方面的优良性能,在激光雷达中获得最为广泛的应用。 Nd:YAG激光器的原理结构示于图2.5。它主要由激光工作物质Nd:YAG棒,由M1和M2两块腔镜组成的激光谐振腔和闪光灯及其电源三个主要部分组成。至于图中的Q开关,它是为了形成窄脉冲输出激光用的,从原理上讲,并不属于Nd:YAG激光器的工作物质、谐振腔和激励源三个必要部分。 图2.5 Nd:YAG激光器

详细分析光学相控阵LiDAR

详细分析光学相控阵LiDAR 由于全固态LiDAR内部没有任何宏观或微观上的运动部件,耐久性和可靠性的优势不言而喻,且顺应了自动驾驶对LiDAR固态化、小型化和低成本化的趋势,因此成为车用激光雷达的趋势。下面就按照不同的固态激光雷达技术做简单介绍。首先要介绍的是光学相控阵LiDAR。 1.光学相控阵LiDAR 激光雷达从机械转动向聚束成形的进化趋势与雷达完全相同:军事上广泛应用的相控阵雷达一般拥有上千个发射天线单元,通过调节波束合成的方式,可以改变雷达扫描的方向而不需要机械部件运转,灵活性很高,适合应对高机动目标,还可发射窄波束作为电子战天线。 对于激光雷达,为了完全取消机械结构,考虑通过调节发射阵列中每个发射单元的相位差来改变激光的出射角度,采用相控阵原理实现固态激光雷达。 那么什么是相控阵原理呢?生活中最常见的干涉例子是水波,两处振动产生的水波相互叠加,有的方向两列波互相增强,有的方向正好抵消,将这个原理放大,采用多个光源组成阵列,通过控制各光源发射的时间差,就能合成角度灵活,且精密可控的主光束,这就是相控阵的原理。 在光学相控阵(OPA,Optical Phased Array)LiDAR中,相控阵发射器由若干发射接收单元组成阵列,通过改变加载在不同单元的电压,进而改变不同单元发射光波特性(如光强、相位),实现对每个单元光波的独立控制,通过调节从每个相控单元辐射出的光波之间的相位关系,在设定方向上产生互相加强的干涉从而实现高强度光束,而其它方向上从各个单元射出的光波彼此相消,因此,辐射强度接近于零。组成相控阵的各相控单元在程序的控制下,可使一束或多束高强度光束的指向按设计的程序实现随机空域扫描。 光学相控阵是怎样通过控制发射阵列中每个发射单元的相位差来改变激光的出射角度呢?

车载激光雷达测距测速原理

车载激光雷达测距测速原理 陈雷1,岳迎春2,郑义3,陈丽丽3 1黑龙江大学物理科学与技术学院,哈尔滨 (150080) 2湖南农业大学国家油料作物改良中心,长沙 (410128) 3黑龙江大学后勤服务集团,哈尔滨(150080) E-mail:lei_chen86@https://www.360docs.net/doc/5e15037752.html, 摘要:本文在分析了激光雷达测距、测速原理的基础上,推导了连续激光脉冲数字测距、多普勒频移测速的方法,给出车载激光雷达基本原理图,为车载激光雷达系统测距测速提供了基本方法。 关键词:激光雷达,测距,测速 1.引言 “激光雷达”(Light Detection and Range,Lidar)是一种利用电磁波探测目标的位置的电子设备。其功能包含搜索和发现目标;测量其距离、速度、位置等运动参数;测量目标反射率,散射截面和形状等特征参数。激光雷达同传统的雷达一样,都由发射、接收和后置信号处理三部分和使此三部分协调工作的机构组成。但传统的雷达是以微波和毫米波段的电磁波作为载波的雷达。激光雷达以激光作为载波,激光是光波波段电磁辐射,波长比微波和毫米波短得多。具有以下优点[1]: (1)全天候工作,不受白天和黑夜的光照条件的限制。 (2)激光束发散角小,能量集中,有更好的分辨率和灵敏度。 (3)可以获得幅度、频率和相位等信息,且多普勒频移大,可以探测从低速到高速的目标。 (4)抗干扰能力强,隐蔽性好;激光不受无线电波干扰,能穿透等离子鞘,低仰角工作时,对地面的多路径效应不敏感。 (5)激光雷达的波长短,可以在分子量级上对目标探测且探测系统的结构尺寸可做的很小。当然激光雷达也有如下缺点: (1)激光受大气及气象影响大。 (2)激光束窄,难以搜索和捕获目标。 激光雷达以自己独特的优点,已经被广泛的应用于大气、海洋、陆地和其它目标的遥感探测中[14,15]。汽车激光雷达防撞系统就是基于激光雷达的优点,同时利用先进的数字技术克服其缺点而设计的。下面将简单介绍激光雷达测距、测速的原理,并在此基础上研究讨论汽车激光防撞雷达测距、测速的方法。 2. 目标距离的测量原理 汽车激光雷达防撞系统中发射机发射的是一串重复周期一定的激光窄脉冲,是典型的非相干测距雷达,对它的要求是测距精度高,测距精度与测程的远近无关;系统体积小、重量轻,测量迅速,可以数字显示;操作简单,培训容易,有通讯接口,可以连成测量网络,或与其他设备连机进行数字信息处理和传输。 2.1测距原理 激光雷达工作时,发射机向空间发射一串重复周期一定的高频窄脉冲。如果在电磁波传播的

瑞士雷达表品牌腕表历史上的里程碑

瑞士雷达表品牌腕表历史上的里程碑 1917,在瑞士林诺创立Schlup & Co.制表工厂。 1957年,以雷达命名推出第一个腕表系列产品。 1962年,瑞士雷达表推出了全球第一块防磨损手表———DiaStar钻星。 1975年,在瑞士林诺成立了新的总部。 1983年,瑞士雷达表成为当时成立的SMH集团成员,总部位于瑞士比尔。 1986年,雷达精密陶瓷系列在世界制表界掀起了一场革命,率先采用耐磨的蓝宝石水晶玻璃表面以及具有超凡硬度的高科技陶瓷表链。 1987年,珍珠陶瓷系列正式问世,并以弧形蓝宝石水晶玻璃表镜成为其标志性设计。. 1990年,瑞士雷达表品牌率先发布了整体陶瓷系列腕表,这是第一款由高科技陶瓷和蓝宝石水晶玻璃表镜为材质打造的腕表,可实现真正、完全永不磨损。 1992年,雷达举行了盛大庆祝活动,纪念其75岁诞辰。 1993年,银钻系列成为第一款拥有铂金色耀目表面的陶瓷腕表。 1995年,瑞士雷达表因其是世界上硬度最高的腕表产品而获得了Technology Center Switzerland 颁发的创新大奖。 1996 年,雷达推出了针对女性市场的DiaQueen 系列腕表,取材自高科技陶瓷、黄金和真钻,美轮美奂,独一无二,很快就赢得了目标客户群的青睐。 1997年,革命性的Vision 1 系列作为世界硬度最高的腕表而被正式载入吉尼斯世界纪录,其表面硬度媲美真钻。 1999年,雷达Cerix系列一经推出,就以其流畅简约、纯净自然的设计风格创立引领了一股美学新风潮。螺旋形的表链更是成为其标志性设计。 2001年,依莎系列成为雷达第一款无表冠设计腕表,与表带间的自然过渡浑然天成,宛若一体。 2004年,瑞士雷达表正式生产推出了V10K系列首季产品,该系列腕表取材自高科技钻石,其硬度和韧性都堪比真钻。 2005年,雷达正式推出全新系列的经典创始型腕表,将留驻永恒的经典设计和前沿技术完美融合。 2006年,雷达真系列宣告将两大全新技术工艺实现完美结合:磨砂表面处理高科技陶瓷以及表面装饰高科技陶瓷。 2007 年,堪称传世经典的雷达整体陶瓷腕表正式推出特大号和计时机芯款式。 2008年,具有革新意义的雷达珍珠陶瓷金色jubilé镶钻系列以其金色陶瓷表面再次引起世人瞩目。

激光雷达发展

引言 激光雷达是一种可以精确、快速获取地面或大气三维空间信息的主动探测技术,应用范围和发展前景十分广阔。以往的传感器只能获取目标的空间平面信息,需要通过同轨、异轨重叠成像等技术来获取三维高程信息,这些方法与LiDAR技术相比,不但测距精度低,数据处理也比较复杂。正因为如此,LiDAR技术与成像光谱、合成孔径雷达一起被列为对地观测系统计划中最核心的信息获取与处理技术。激光雷达是将激光技术、高速信息处理技术、计算机技术等高新技术相结合的产物。 一、激光雷达的工作原理 激光雷达是一种雷达系统,是一种主动传感器,所形成的数据是点云形式。其工作光谱段在红外到紫外之间,主要发射机、接收机、测量控制和电源组成。工作原理为:首先向被测目标发射一束激光,然后测量反射或散射信号到达发射机的时间、信号强弱程度和频率变化等参数,从而确定被测目标的距离、运动速度以及方位。除此之外,还可以测出大气中肉眼看不到的微粒的动态等情况。激光雷达的作用就是精确测量目标的位置(距离与角度)、形状(大小)及状态(速度、姿态),从而达到探测、识别、跟踪目标的目的。 二、激光雷达的现状及应用 激光技术从它的问世到现在,虽然时间不长,但是由于它有:高亮度性、高方向性、高单色性和高相干性等几个极有价值的特点,因而在国防军事、工农业生产、医学卫生和科学研究等方面都有广泛的应用。LiDAR技术在西方国家发展相对成熟,已经投入商业运行的激光雷达系统(主要指机载)主要有Optech(加拿大)、TopSys(法国)和Leica(美国)等公司的产品。 (一)军事方面的应用 目前,在水雷探测激光雷达、化学试剂探测激光雷达、大气监测激光雷达、生化陆战激光雷达等方面已经有了很大的成就。另外,中国的攻击激光雷达已经相当的先进,包含着世界最尖端的五大核心技术:激光材料研究的突破、激光辐射材料物理机理及成像图谱研究的突破、一次性快速跟踪定位控制技术的突破、高密度能量可逆转换载体材料的突破、激光成像技术的突破。 (二)测风方面的应用 多普勒测风激光雷达具有高分辨率、高精度、大探测范围、能提供晴空条件下三维风场信息的能力。多普勒测风激光雷达利用光的多普勒效应,测量激光光束在大气中传输及其回波信号的多普勒频移来反演空间风速分布。主要有相干(外差)探测和非相干(直接)探测两种方式。 (三)气象方面的应用:我国已经建立12个沙尘暴长期观测站,首次形成全国性的沙尘暴监测网络。可以通过先进的观测、模拟和卫星遥感的联合研究,查明中国沙尘暴发生的确切源地,科学地分辨气象、气候条件变化等自然因素和沙漠化土地增加等人为因素对沙尘暴的影响,为准确预警、预报沙尘暴,制定全面高效的防治计划提供科学依据。 (四)医学方面的应用 美国能源部所属的Oak Ridge国家实验室开发出一种集成了激光和雷达系统的系统,这种系统可以减轻烧伤病人的痛苦。研究人员希望这种同频连续波激光雷达映射系统,可以从病人身体上去除坏死的皮肤和肌肉。这种新系统可以对烧伤病人的体表组织进行三维的激光雷达定位探测,以确定损害程度。利用探测定位结果,激光可以自动除去坏死的组织以利于新组织生长。 (五)水土保持监测中的应用 目前,全国由于建设开发的影响,给水土流失治理带来很大的难度,据调查,全国每年由于开发建设使水土流失面积达到1.00×104平方千米由以上。由于激光雷达在测量精度上比传统方法测量结果要精细许多,更真实、可信;而且,可详细反映所测场地的形态,轻松实现三维建模,从而真正实现了非接触式测量,大大减少了外业工作量,降低了外业危险;并且可对开挖边坡、崩岗、山体滑坡等许多形式的水土流失进行测量,使传统水土保持走上“精耕细作”之路。 三、激光雷达的发展趋势 (一)星载激光雷达

英纳格手表售后维修点

英纳格表是瑞士钟表业历史上的一名重要始祖,早于1910年,英纳格所出产的怀表因其精确度而备受推崇,甚至连法国、德国等欧洲国家的铁路人员,也开始广泛使用英纳格的计时表。第一次世界大战期间,英纳格表因为较好的精准度和平易近人的价格,成为欧洲国家士兵们腕上的必备品之一。到了1930年,英纳格开始制造自动及防水性能的腕表,进而渐渐跻身瑞士著名的钟表品牌。 市面上有各种不同的英纳格手表售后服务,人们也应该做出好的选择。售后服务人员能够给我们提供的更好的一些服务,让你在整个做的过程中,真正的去了解到了更多的东西,对问题的解决相对来说都会更加的准确,所以我们要积极的去考虑到了这个方面。售后服务的相关人员,他们总是会更加的专业,维修的过程中也可以快速的解决我们所遇到的一些问题,所以一定要做好了一些方面的考量,然后你在选择的过程中才会更加轻松,这些方面都有一定的关系。

维修英纳格手表的过程中,需要了解具体的问题所在,还要知道整个维修的价格,我们可以把一些相关的事情都认识到位之后,是什么人,接下来的整个维修事情都会变得有保障。维修的过程中,自己不能够随意的进行拆卸,因为内在的情况可能会存在着很多的差异,你的随意拆卸直接就会影响到自身之后的使用,所以需要大家都可以真正的去考虑清楚,只有这样才能够给我们带来保障。真正去考虑到一些具体的维修方法,然后才可以给我们带来任何保障。 英纳格手表出现问题之后,人们需要找到专业的售后服务,不要继续在家里面随意的进行拆卸,这是整个维修过程中很重要的一个方面。自己随意的拆卸,很有可能会出现其他的问题,尤其是内部的零件掉落,或者是一些其他的问题,可能就会造成更大的影响,因此当你在进行维修的过程中,务必要真正的关注到了这个方面。学会正确的做好这些方面的考量之后,接下来的整个维修的工作才会变得更

激光雷达原理、关键技术及应用的深度解析

激光雷达原理、关键技术及应用的深度解析 “雷达”是一种利用电磁波探测目标位置的电子设备.电磁波其功能包括搜索目标和发现目标;测量其距离,速度,角位置等运动参数;测量目标反射率,散射截面和形状等 特征参数。 传统的雷达是微波和毫米波波段的电磁波为载波的雷达。激光雷达以激光作为载波.可以用 振幅、频率、相位和振幅来搭载信息,作为信息载体。 激光雷达利用激光光波来完成上述任务。可以采用非相干的能量接收方式,这主要是一脉冲计数为基础的测距雷达。还可以采用相干接收方式接收信号,通过后置信号处理实现探测。激光雷达和微波雷达并无本质区别,在原理框图上也十分类似,见下图激光雷达是工作在光频波段的雷达。与微波雷达的原理相似,它利用光频波段的电磁波先向目标发射探测信号,然后将其接收到的同波信号与发射信号相比较,从而获得目标的位置(距离、方位和高度)、运动状态(速度、姿态)等信息,实现对目标的探测、跟踪和识别。激光雷达由发射,接收和后置信号处理三部分和使此三部分协调工作的机构组成。激光光速发散角小,能量集中,探测灵敏度和分辨率高。多普勒频移大,可以探测从低速到高速的目标。天线和系统的尺寸可以作得很小。利用不同分子对特定波长得激光吸收、散射或荧光特性,可以探测不同的物质成分,这是激光雷达独有的特性。 激光雷达的种类目前,激光雷达的种类很多,但是按照现代的激光雷达的概念,常分为以下几种: 按激光波段分:有紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达。 按激光介质分:有气体激光雷达、固体激光雷达、半导体激光雷达和二极管激光泵浦固体激光雷达等。 按激光发射波形分:有脉冲激光雷达、连续波激光雷达和混合型激光雷达等。按显示方式分:有模拟或数字显示激光雷达和成像激光雷达。 按运载平台分:有地基固定式激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达、船载激光雷达、

相关文档
最新文档