LiDAR傳感器的1D、2D 或 3D變型

數(shù)十年來(lái)，LiDAR 傳感器已在全球工業(yè)中得以應(yīng)用。這些傳感器提供人員防護(hù)并實(shí)現(xiàn)流程自動(dòng)化。它們適用于室內(nèi)與室外區(qū)域。其應(yīng)用領(lǐng)域包括例如港口自動(dòng)化、交通管理系統(tǒng)和目標(biāo)保護(hù)設(shè)備。

本文將闡述不同 LiDAR 變型的基本工作方式。此外，通過(guò)所選示例介紹了非接觸式、通常不可見的激光掃描儀的應(yīng)用選項(xiàng)。這些示例反映出 LiDAR 應(yīng)用對(duì)工業(yè) 4.0 的重要性。

什么是 LiDAR？

利用激光進(jìn)行非接觸式距離測(cè)量的傳感器已成為當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域不可或缺的一部分。這一發(fā)展始于所謂的 TOF 測(cè)量技術(shù)。TOF（Time of Flight） 即飛行時(shí)間，這一說(shuō)法基本上已被更為準(zhǔn)確的術(shù)語(yǔ) LADAR 或比較常用的 LiDAR 所取代。LADAR（Laser Detectionand Ranging，激光檢測(cè)和測(cè)距）或 LiDAR（Light Detection and Ranging，光檢測(cè)和測(cè)距）源自通用術(shù)語(yǔ) RADAR，它表示無(wú)線電檢測(cè)和測(cè)距（Radio Detection and Ranging）。

LiDAR 傳感器的 1D、2D 或 3D 變型

極簡(jiǎn)款 LiDAR 傳感器在距離測(cè)量設(shè)備和傳感系統(tǒng)中用作點(diǎn)狀距離測(cè)量系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)準(zhǔn)自然目標(biāo)或反射器，實(shí)現(xiàn)直接距離測(cè)量。

圖 1 SICK工業(yè)傳感器

通過(guò)此方式進(jìn)行一維（距離）作業(yè)的傳感器被稱為一維傳感器，即 1D 傳感器。

如果測(cè)量光束在某一平面上旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)，則可獲得距離和角度數(shù)據(jù)，從而提供二維結(jié)果。用于此類測(cè)量的傳感器通常被稱為 2D激光掃描儀或 2D LiDAR 傳感器。它們按順序依次采集測(cè)量值，通常具有相等的測(cè)量時(shí)間間隔。

LiDAR 傳感器在旋轉(zhuǎn)時(shí)采用第三維度作業(yè)。由此提供 x 軸方向的距離和位置信息以及 y 軸和 z 軸方向的位置信息。當(dāng)傳感器中的多個(gè)發(fā)射和接收系統(tǒng)沿不同的水平角度移動(dòng)掃描時(shí)，可獲得有關(guān)不同空間參數(shù)的同類信息。此類傳感器現(xiàn)稱為多層掃描儀。

圖 2：電子控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖 3：控制系統(tǒng)電路原理圖

在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，由測(cè)量元件在工作流程輸出端非接觸式采集實(shí)際值是 LiDAR 傳感器的優(yōu)勢(shì)所在。借助非接觸式測(cè)量方法，無(wú)需向被測(cè)物體施加機(jī)械壓力或其他壓力。由此確保流程不會(huì)產(chǎn)生反作用，并為后續(xù)控制系統(tǒng)回路提供可靠且可追溯的測(cè)量結(jié)果。

激光測(cè)量——各種測(cè)量方法

使用激光意味著主動(dòng)照亮被測(cè)物體。通過(guò)主動(dòng)照明有助于傳感器接收器在一切測(cè)量環(huán)境中對(duì)準(zhǔn)發(fā)射源。傳感器不受外部光源影響，可在夜間、地下、隧道等環(huán)境中使用。無(wú)論是用于室外區(qū)域還是針對(duì)人造光源，性能始終如一。

激光提供連續(xù)穩(wěn)定的聚焦光線，從而帶來(lái)其他優(yōu)勢(shì)。由此，例如用于檢測(cè)物體的發(fā)射信號(hào)可實(shí)現(xiàn)高精度空間界定。傳感器采用人眼安全設(shè)計(jì)，同時(shí)滿足允許發(fā)射功率的相關(guān)法律要求，這一點(diǎn)對(duì)此至關(guān)重要。發(fā)射激光的 2D 和 3D 聚焦能夠提供高分辨率，用以對(duì)遠(yuǎn)距離或微結(jié)構(gòu)物體進(jìn)行掃描。

使用激光作為發(fā)射源進(jìn)行測(cè)量時(shí)，必須使用合適的接收元件。發(fā)射器和接收器以及具有高時(shí)間分辨率的評(píng)價(jià)單元共同構(gòu)成 LiDAR傳感器的核心。如需使用所獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)，后續(xù)的電子回路至關(guān)重要。用于機(jī)械對(duì)準(zhǔn)發(fā)射和接收單元的數(shù)據(jù)與根據(jù)傳感器應(yīng)用進(jìn)行性能技術(shù)調(diào)整的數(shù)據(jù)于此匯總。

非接觸式測(cè)量方法要求能夠根據(jù)傳感器的測(cè)量原理對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行物理檢測(cè)。這意味著，使用激光時(shí)，激光光束必須無(wú)干擾地直接“照”射至物體并從物體射出。由此構(gòu)成非接觸式激光測(cè)量的一大優(yōu)勢(shì)：它適用于具有幾乎任何物理特征的被測(cè)物體。因此，基于激光的非接觸式檢測(cè)在工業(yè)領(lǐng)域中具有諸多應(yīng)用選項(xiàng)。例如，基于激光的測(cè)量傳感器可用于物流（輸送流程等）、道路交通流量檢測(cè)或者港口集裝箱的裝卸流程自動(dòng)化。

激光脈沖的反射光輸出直接取決于被測(cè)物體的物理特征和距離。由于激光脈沖沿發(fā)射方向呈直角平面擴(kuò)散（即發(fā)散），到達(dá)物體單位面積上的光輸出將根據(jù)距離相應(yīng)減少。針對(duì)反射光適用相同的擴(kuò)散條件。另外，待照射表面的對(duì)準(zhǔn)方式未必確保所有反射光均反射至傳感器。通常，只有一小部分反射光到達(dá) LiDAR 傳感器的接收器。

圖 4：物體表面的光線反射

圖 5：反射角

物體反射量直接取決于物體的物理特征。這就是所謂的反射比。該值由物體的光澤度和反射率決定?？逻_(dá)標(biāo)準(zhǔn)表格中規(guī)定了反射比的百分比值。無(wú)煙煤的反射比約為 5％，黑色啞光鞋面革的反射比約為 10％，而白色干墻的反射比約為 90％。反射光朝向光源的逆向反射器可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 10，000％ 的反射率，而反光膜亦可達(dá)到 3，000％。無(wú)論物體直接位于傳感器前方還是與之距離甚遠(yuǎn)，其反射特征均對(duì)傳感器接收器的動(dòng)態(tài)性提出挑戰(zhàn)。通過(guò)適當(dāng)協(xié)調(diào)激光發(fā)射器、脈沖能量和接收器靈敏度，LiDAR 傳感器亦可可靠測(cè)量具有低反射比的遠(yuǎn)距離物體。

如果使用激光進(jìn)行距離測(cè)量，則將直接在光路中檢測(cè)物體和傳感器之間的最短距離。此為一大優(yōu)勢(shì)：按照光速測(cè)量可防止額外偏轉(zhuǎn)，從而避免出現(xiàn)額外“放大”。然而，在個(gè)別應(yīng)用中，它同樣是一項(xiàng)缺陷。因此可能難以測(cè)量放置在玻璃板或包裝膜后方的物體。在特定應(yīng)用中，LiDAR 傳感器無(wú)法按需全角“觀測(cè)”，通常也無(wú)法透視物體。在大多數(shù)情況下，透明物體會(huì)對(duì)測(cè)量值造成干擾，但應(yīng)用中通?？山柚嘀鼗夭ǖ燃夹g(shù)可靠濾除。

圖 6：采用脈沖飛行時(shí)間測(cè)量的距離測(cè)量

通過(guò)選擇合適的測(cè)量方法，可針對(duì)具體應(yīng)用優(yōu)化 LiDAR 傳感器。

相位相關(guān)測(cè)量法

相位相關(guān)法是一種常見的距離測(cè)量方法。針對(duì)每條連續(xù)的激光光束分配一個(gè)具有特定頻率的信號(hào)。隨后，接收器檢測(cè)到發(fā)射光束和接收光束之間的相位飛行時(shí)間差，并由評(píng)價(jià)單元進(jìn)行評(píng)估。相位差與傳感器和物體之間的距離有關(guān)。如果測(cè)量相位差時(shí)該值大于 360°，則無(wú)法獲得明確的距離數(shù)據(jù)，此為該方法的一大系統(tǒng)缺陷。這就是所謂的明確測(cè)距范圍（《 360°）。切換不同波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)頻率的傳感器是一維系統(tǒng)中的解決方案，它們通過(guò)測(cè)量值的邏輯對(duì)比來(lái)實(shí)現(xiàn)大掃描范圍和高測(cè)量準(zhǔn)確度。

脈沖飛行時(shí)間測(cè)量法

脈沖飛行時(shí)間測(cè)量法確保 LiDAR 傳感器能夠在掃描范圍高達(dá)數(shù)百米的情況下成功運(yùn)行。同時(shí)還提供借助計(jì)量?jī)x在幾厘米范圍內(nèi)檢測(cè)飛行時(shí)間的傳感器。脈沖飛行時(shí)間測(cè)量法采用發(fā)射器、物體和接收器之間的純光脈沖飛行時(shí)間。如果物體反射激光脈沖，通過(guò)測(cè)量將檢測(cè)物體和傳感器之間的最短距離。由于按照光速測(cè)量，LiDAR 傳感器基于脈沖飛行時(shí)間測(cè)量法提供的測(cè)量值具有出色的可靠性與可用性。

圖 7：飛行時(shí)間測(cè)量的作用原理

HDDM+測(cè)量法（統(tǒng)計(jì)評(píng)估）：

升級(jí)型高分辨率距離測(cè)量 （HDDM+） 是一種統(tǒng)計(jì)式測(cè)量方法。。HDDM（+ 升級(jí)型高分辨率距離測(cè)量）是一種用于非接觸式距離測(cè)量的高分辨率光飛行時(shí)間測(cè)量法，既可用于距離傳感器，也可用于 2D 或 3D LiDAR 區(qū)域掃描傳感器。該技術(shù)適用于室內(nèi)與室外區(qū)域，用于測(cè)量距漫反射物體和逆向反射型反射器的距離。采用 HDDM+ 的距離傳感器針對(duì)逆向反射型薄膜的掃描范圍可達(dá) 1.5 km。不同于“單脈沖”（single pulse） 或相位相關(guān)等技術(shù)，HDDM+ 是一種統(tǒng)計(jì)式測(cè)量方法。也就是說(shuō)，傳感器以統(tǒng)計(jì)學(xué)方式分析多個(gè)激光脈沖的回波，以計(jì)算距離值。此外，還可憑借 HDDM+ 實(shí)現(xiàn)具有多重回波功能的傳感器。如有多個(gè)回波，則可識(shí)別到相關(guān)有效回波并加以評(píng)估。借此，即使在惡劣環(huán)境條件下亦可實(shí)現(xiàn)高測(cè)量可靠性的距離測(cè)量。

圖 8：全方位檢測(cè)掃描范圍，以 SICK LiDAR 傳感器 MRS1000 為例

評(píng)估測(cè)量光束中的多個(gè)接收脈沖

實(shí)際上不存在無(wú)限短的激光脈沖，光點(diǎn)也不能沿?cái)U(kuò)散方向無(wú)限聚焦（?。?，而傳感器可以利用由此產(chǎn)生的物理效應(yīng)來(lái)計(jì)算測(cè)量值。反射回波信號(hào)是比較常見的效應(yīng)，可用于多重采樣。如果激光光點(diǎn)大于被測(cè)物體，光點(diǎn)局部位于邊緣上，則部分光脈沖將由第一個(gè)被測(cè)物體反射，同時(shí)另一部分將由其后方的表面（如有）反射。該效應(yīng)可重復(fù)多次，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)后續(xù)測(cè)量。當(dāng)前的目標(biāo)是研發(fā)出一種能夠?qū)⒋祟惐砻娓蓴_效應(yīng)投入應(yīng)用的方法。傳感器提供各個(gè)角度反射回波的距離和回波值。1D 傳感器中的有效回波多達(dá)八個(gè)，而掃描型傳感器中至多為五個(gè)。通過(guò)發(fā)射多個(gè)回波，LiDAR 傳感器也可用于室外區(qū)域。由此能夠可靠濾除可視范圍內(nèi)因雨、雪、灰塵和冰雹造成的干擾測(cè)量值。

圖 9：物體小于激光光束直徑

圖 10：測(cè)量光束中的多重回波效應(yīng)

LiDAR 傳感器能夠針對(duì)各個(gè)角度行程檢測(cè)不同的距離測(cè)量值，如采用多重回波系統(tǒng)則可檢測(cè)多個(gè)測(cè)量值。該測(cè)量值可傳輸，用于內(nèi)部評(píng)估或外部數(shù)據(jù)輸出。一旦在給定角度上檢測(cè)到測(cè)量值，則通過(guò)脈沖飛行時(shí)間測(cè)量法確保物體位于該測(cè)量光束上。如果LiDAR 傳感器安裝在車輛上，則連續(xù)兩次測(cè)量不一定涉及同一物體。在后續(xù)應(yīng)用中必須進(jìn)行評(píng)估，以確定測(cè)量值屬于該應(yīng)用或者應(yīng)當(dāng)濾除（例如因部分位于可視范圍內(nèi)而產(chǎn)生）。使用激光測(cè)量傳感器時(shí)，用戶可自由安裝適合其應(yīng)用的篩選器。此外，傳感器通常具有可配置的附加篩選器。傳感器數(shù)據(jù)掃描包含用于確定測(cè)量時(shí)間的時(shí)間戳，其可與外部數(shù)據(jù)源同步。

圖 11：以 SICK LiDAR 傳感器LMS5xx 多重回波分析為例

1D、2D 或 3D 傳感器采用的測(cè)量方法

線性測(cè)量傳感器 （1D）

Dx1000 等距離傳感器沿被測(cè)物體方向進(jìn)行一維線性掃描，以確定至自然目標(biāo)（反射比高達(dá) 100%）或反射器的距離及距離變化。針對(duì)反射器測(cè)量時(shí)，掃描范圍最高可達(dá) 1，500 m （DL1000）。借助線性測(cè)量傳感器例如可按照精確間距定位大型起重機(jī)，進(jìn)而完成抓取與卸載操作。根據(jù)具體應(yīng)用優(yōu)化測(cè)量周期時(shí)間，由此確保高度精確且可靠地采集遠(yuǎn)距離與快速距離變化。

平面測(cè)量傳感器 （2D）

2D 傳感器的研發(fā)目的在于保留出色的激光測(cè)量特點(diǎn)，同時(shí)沿用至平面測(cè)量傳感器。為此通過(guò)偏轉(zhuǎn)鏡偏轉(zhuǎn)激光光束，這一方法看似簡(jiǎn)單。在細(xì)節(jié)方面卻面臨挑戰(zhàn)。多數(shù)掃描型傳感器為同軸測(cè)量系統(tǒng)。其中，發(fā)射光束位于接收光束的中間?，F(xiàn)可通過(guò)偏轉(zhuǎn)鏡轉(zhuǎn)向。由此可保留激光測(cè)量所擁有的上述所有出色特點(diǎn)，例如大掃描范圍以及針對(duì)深色物體的測(cè)量能力。

對(duì)于 LiDAR 傳感器，激光脈沖的發(fā)射序列與電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率及所需角度分辨率同步。電機(jī)轉(zhuǎn)速通常由激光源的最大發(fā)射頻率和所需角度分辨率決定。旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)量不得超過(guò)激光器布線的允許范圍。

掃描型傳感器在發(fā)射序列的角度精確性和角度分辨率以及高測(cè)量頻率（電機(jī)轉(zhuǎn)速）方面同樣占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

通過(guò)偏轉(zhuǎn)鏡偏轉(zhuǎn)激光光束需要高機(jī)械精度。

圖中為多邊形發(fā)射器視圖，多邊形接收器側(cè)的接收光線通過(guò)聚光鏡引至側(cè)方接收器。使用偏轉(zhuǎn)鏡轉(zhuǎn)向時(shí)，每個(gè)多邊形面均可進(jìn)行掃描，故多邊形構(gòu)造可在低電機(jī)轉(zhuǎn)速下確保高掃描率。因此，根據(jù)多邊形面的數(shù)量和機(jī)械構(gòu)造，可視范圍限制不超過(guò) 100度，LMS4000 為 70 度。

圖 13：SICK LiDAR 傳感器 LMS4000 構(gòu)造，1 = 俯視圖；2 = 側(cè)視圖

如上所述，掃描頻率是 LiDAR 傳感器的一大重要特點(diǎn)。通過(guò)使用多個(gè)發(fā)射器與接收器可提高采樣率。SICK 的一款 LiDAR 傳感器LMS1000 共有 4 個(gè)發(fā)射/接收模塊，采用交叉布局（俯視）繞軸旋轉(zhuǎn)。實(shí)際上設(shè)有四個(gè)激光傳感器，彼此間以 90 度的相位距掃描同一平面。如果電機(jī)按照 50 Hz 旋轉(zhuǎn)（一個(gè)整圈 20 ms），則掃描每個(gè) 90 度區(qū)域?qū)⒂脮r(shí)20 ms的 ? 。四個(gè)模塊覆蓋一個(gè)整圈（即 360度），其中每個(gè)模塊只需掃描 90 度。也就是說(shuō)，360 度的可視范圍將在 5 ms 內(nèi)掃描完畢；換言之：傳感器以 200 Hz 的采樣率作業(yè)。

對(duì)于平面測(cè)量型 LiDAR 傳感器，掃描面的角度分辨率是關(guān)鍵。其所含信息確定是否能夠全方位掃描平面。為此，許多傳感器根據(jù)具體應(yīng)用提供合適的角度分辨率。例如，LMS511 可借助掃描頻率改變角度分辨率。其激光光點(diǎn)尺寸大于傳感器的角度分辨率，從而得以全方位檢測(cè)掃描區(qū)域。不同掃描儀的有效掃描范圍為 10 至 80 m 不等。即使反射光束特征要求高，例如反射比僅為 10%，這一點(diǎn)同樣適用。

圖 14：SICK LiDAR 傳感器 LMS5xx 示例

圖 15：在 0 m 至 80 m 范圍內(nèi)，SICK LiDAR 傳感器 LMS500 測(cè)量點(diǎn)之間的光束直徑與間距

空間測(cè)量傳感器 （3D）

基于所述的平面測(cè)量型 LiDAR 傳感器原理，衍生出一個(gè)疑問：如何實(shí)現(xiàn)三維物體測(cè)量？

如欲利用 2D LiDAR 傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)生成 3D 圖像，除標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸出報(bào)文外，還需要傳感器在用戶坐標(biāo)系中的機(jī)械安裝位置。輸出的掃描圖像帶有時(shí)間戳與編號(hào)，以便用戶能夠按照正確的時(shí)間和位置條理清晰地生成連續(xù)輸出的掃描圖像。由此亦可通過(guò)固定在機(jī)架或支柱上的傳感器為移動(dòng)物體生成 3D 圖像。理論上，此時(shí)還需要物體自身移動(dòng)的速度向量，以便同步采集掃描頻率與各次物體掃描的實(shí)際距離。由此也可測(cè)量經(jīng)過(guò)傳感器下方的物體長(zhǎng)度。例如可用于借助激光傳感器提供具體車輛類別數(shù)據(jù)的收費(fèi)系統(tǒng)，或是測(cè)量車輛尺寸或超寬物體的體積測(cè)量系統(tǒng)。

根據(jù)傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)提供的信息，各臺(tái) SICK 激光傳感器也可自行“移動(dòng)”。這一情況常見于擺動(dòng)設(shè)備或利用線性軸創(chuàng)建物體“3D距離圖像”。在此類應(yīng)用中，物體通常保持靜止。例如用于龍門吊的自動(dòng)裝卸裝置或體積測(cè)量系統(tǒng)。由于設(shè)計(jì)堅(jiān)固耐用，SICK 傳感器不會(huì)受到擺動(dòng)、加速或制動(dòng)等移動(dòng)過(guò)程的影響。

多層掃描儀

擁有 4 個(gè)掃描面的 LiDAR 傳感器

3D LiDAR 傳感器的產(chǎn)品系列增添諸多特點(diǎn)。通過(guò)多個(gè)發(fā)射器與接收器或二合一設(shè)計(jì)，可形成同時(shí)或偏角掃描多個(gè)層面的傳感器。這意味著，除水平方向的 2D 層面（即傳感器水平放置時(shí)的 0° 層）外，LD-MRS 或 MRS1000 及 MRS6000 產(chǎn)品系列的傳感器還能掃描上傾或下傾的層面。

3D LiDAR 傳感器 MRS1000

圖 18：SICK LiDAR 傳感器MRS1000 例圖

用戶顯著獲益。通過(guò)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生更多測(cè)量點(diǎn)。為此需要采集距離、水平面角度、三維空間的各平面角度等信息。根據(jù)這三項(xiàng)空間坐標(biāo)，可確定測(cè)量點(diǎn) X、Y、Z 在原始坐標(biāo)系中的位置。這一測(cè)量值在很大程度上顯示出 SICK AG 傳感器（包括 1D 或 2D 傳感器）慣有的相同可用性。例如，MRS1000 擁有四個(gè)層面，分別傾斜 2.5°。相較于 2D 傳感器，相同時(shí)間內(nèi)可掃描更多測(cè)量點(diǎn)。此外，多層機(jī)械構(gòu)造還有助于提高采樣速度。

多層系統(tǒng)提供各種不同的結(jié)構(gòu)型式。MRS1000 的內(nèi)部發(fā)射與接收模塊構(gòu)成層面傾斜。因此，每個(gè)模塊均可旋轉(zhuǎn) 90° 掃描一個(gè)區(qū)域。如此一來(lái)，只需整圈用時(shí)的四分之一即可檢測(cè)具有多個(gè)層面的物體。

3D 傳感器及利用偏轉(zhuǎn)鏡偏轉(zhuǎn)發(fā)射/接收路徑“視角”的測(cè)量原理保留激光測(cè)量的優(yōu)勢(shì)。如果以不同角度定向模塊，除掃描方向的距離和角度外，測(cè)量物體時(shí)還會(huì)確定物體平面角度，即 x、y 與 z 空間坐標(biāo)。如需針對(duì)各個(gè)平面進(jìn)行測(cè)量，亦可保留高靈敏度和大掃描范圍的優(yōu)勢(shì)。

圖 19：SICK LiDAR 傳感器 MRS1000 構(gòu)造

距離約 16 m 時(shí)，MRS1000 的橫向覆蓋范圍可達(dá) 2 m 左右。斜面呈錐狀。

若傳感器安裝在穿行通道的無(wú)人駕駛車輛（例如 AGV 或 AGC）上，則可在經(jīng)過(guò)時(shí)掃描物體表面。通過(guò)傾斜傳感器可改變掃描范圍。五米以內(nèi)的近距離層面傾斜會(huì)形成寬約 0.5 m 的掃描范圍。由此實(shí)現(xiàn)近距離快速反應(yīng)，即使是小型物體亦可逐層掃描。通過(guò)偏置90 度的發(fā)射/接收模塊布局，掃描速度較之單個(gè)模塊的旋轉(zhuǎn)頻率快四倍。

3D LiDAR 傳感器 MRS6000

在 MRS6000 中，可利用多面鏡效應(yīng)迭置多個(gè)發(fā)射器。這是令一臺(tái)掃描儀產(chǎn)生多個(gè)測(cè)量面的另一方法。每個(gè)多面鏡用于傾斜含 6條光束的發(fā)射套組，因此多邊形轉(zhuǎn)滿一圈便可通過(guò) 4 個(gè)多邊形面獲得 24 個(gè)層面。MRS6000 實(shí)現(xiàn)覆蓋整個(gè)水平孔徑角的全方位掃描。其具備 120 度的水平孔徑角與 15 度的垂直孔徑角。

圖 20：作用原理 3D 示圖

3D LiDAR 傳感器 LD-MRS

多層掃描儀 LD-MRS 憑借 4 至 8 個(gè)掃描面覆蓋高達(dá) 100 m 的大掃描范圍，而 MRS1000 在 AGV 中的掃描范圍最多可達(dá) 30 m。

LD-MRS 系列傳感器使用兩個(gè)高級(jí)激光二極管作為發(fā)射元件。此外，接收信號(hào)可分別分給 2 個(gè)接收元件。因此，LD-MRS 傳感器具有四個(gè)層面。它的機(jī)械構(gòu)造與 MRS6000 多邊形掃描儀類似，但其多邊形由雙面構(gòu)成，即偏轉(zhuǎn)鏡正面與背面。

圖 21：SICK LiDAR 傳感器 LD-MRS 層面構(gòu)造