激光雷达结构介绍
激光雷達是實現服務機器人自主行走的核心傳感器，以其精度高、抗干擾能力強等優點成為機器人定位的首選方案。它是一種以發射激光束來探測目標位置的雷達系統。
以思嵐科技RPLIDAR激光雷達為例，主要由激光器、接收器、信號處理單元和旋轉機構這四大核心部件組成。
激光器：是激光雷達中的激光發射機構。在工作過程中，它會以脈沖的方式點亮。以思嵐科技的RPLIDAR A3系列雷達來說，每秒鐘，它會點亮和熄滅16000次。
接收器：激光器發射的激光照射到障礙物以后，通過障礙物的反射，反射光線會經由鏡頭組匯聚到接收器上。
信號處理單元：信號處理單元負責控制激光器的發射，以及接收器收到的信號的處理。根據這些信息計算出目標物體的距離信息。
旋轉機構：以上3個組件構成了測量的核心部件。旋轉機構負責將上述核心部件以穩定的轉速旋轉起來，從而實現對所在平面的掃描，并產生實時的平面圖信息。
RPLIDAR A3內置的測距裝置會進行360°的全方位掃描，在運行時，旋轉的測距裝置需要電能和傳輸數據信息，但如果采用導線直接連接就會導致導線纏繞，無法正常工作。因此，目前市面上幾乎所有的非固態激光雷達廠家都會選擇一個電旋轉連接器，俗稱“滑環”的設備來傳輸能量和數據信息。
那么，什么是滑環呢？它安裝在設備的旋轉中心，主要由轉子與定子兩大部分組成，其本質就在于內部有若干數量的電刷，這樣就可以使定子與轉子保持能量和信息的連通。
如圖所示，轉子上有若干數量導電環，定子上包含有電刷，轉子在轉動過程中，電刷始終與導電環接觸，保證了轉子與定子的電導通。
電刷傳統的材質是金屬或者碳材料的電刷，在長期的摩擦的情況下容易磨損導致接觸不良，從而無法為旋轉體正常供電或傳輸信息，這也會大大影響激光雷達的使用壽命。傳統的導電滑環在連續工作時僅有數千小時壽命。
經過多年研發與改進，思嵐科技推出的RPLIDAR系列激光雷達，完全放棄了導電滑環這個機械裝置，采用全新的光磁融合技術。這種非物理接觸的無線供電和無線數據傳輸技術，徹底解決了因物理接觸機械磨損導致電氣連接失效、激光雷達壽命短的問題。在連續工作情況下，思嵐RPLIDAR 系列的設計使用壽命可長達5年以上。并率先采用綠光與紅外光雙光譜全雙工的模式進行信號傳輸，保證其在16K高清模式下的正常運作。
除外觀大幅改進外，RPLIDAR 系列的性能參數也有了大幅提升，采樣頻率由5Hz提升至15Hz，這也是業內低成本雷達最快的掃描頻率，而采樣次數由每秒4000次提高至16000次。
此外，思嵐科技采用圖像的方法進行激光雷達傳感器的設計，即無需測量光傳輸的時間，而是拍攝激光到達目標物體后在攝像頭上呈現的畫面，根據遠近不同導致相機畫面尺寸的變化來求得距離。同時，思嵐科技還在生產方面做出了努力，建立自主研發的自動化生產線，在控制良品率的同時還能夠降低生產成本。
當激光雷達在服務機器人身上進行實際應用時，其可獲得更加密集的采樣點，可快速實現對障礙物的響應，及時進行自主避障，在激光雷達的其他應用領域，如對激光雷達進行環境勘探、地圖構建時，可獲得更加精細的畫面，在多媒體應用中，超大屏幕的多點觸摸將會反應更快，精度更高。
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