2015年,以中国科学院上海光学精密机械研究所激光雷达课题组骨干成员为核心,成立了上海大恒光学精密机械有限公司激光雷达事业部,其中,博士3人,硕士10人,本科7人,生产人员若干。业务方向:导航和避障激光雷达、海陆测绘激光雷达、新型激光测距雷达、激光三维成像雷达、测深激光雷达、大气和海洋探测激光雷达等。
2017年,激光雷达事业部入住上海先进激光技术科创中心,完成了激光雷达事业部研发和生产平台的建设,其中光学洁净生产车间640㎡,综合办公区域400㎡,其他生产测试车间100㎡。同步启动面向机器人、AGV、无人叉车等领域的导航避障激光雷达产品开发。
1、机载双频激光雷达——海陆一体化三维测绘
由于海水对于电磁波的屏蔽作用,传统的海底地形探测是采用船载声呐技术来实现,而在海水极浅的潮间带和岛礁区域,受船测平台的通行和速度限制,测绘效率极低,成为海岸带和海岛礁测绘的一个瓶颈。海水在蓝绿光波段存在一个透过窗口,在该窗口内的可见光具有一定的海水穿透能力,机载双频激光雷达探测技术正是利用这个透过窗口,由空中平台向海水发射蓝绿波段激光,根据激光在海表和海底反射的时间差来测量海水的深度。激光发射配合扫描和飞行平台的运动,可获得飞行路径上的三维海底地形图,为海底三维地形测绘提供了更加高效的技术手段。
2017年,事业部完成了我国首台机载双频激光雷达产品样机开发,并在我国南海完成了飞行试验,获取了南海海岛的海陆一体化三维地形图,最大探测水深达到50m,产品性能达到国际先进水平,国内唯一,打破国外垄断,解决了我国海陆一体化三维测绘的重大难题。该技术成果荣获2019年“上海市技术发明奖一等奖”。
单线扫描激光雷达采用 TOF( time of flight)方案,结合核心算法,实现更高精度和更稳定的测量,相对于同类产品,具有更强的抗干扰能力。该系列激光雷达,主要应用于机器人、AGV、区域安防、无人机等。
此外,在实际应用中,激光的传输路径中可能存在多个透反类目标,如防护玻璃、雨、雪、雾、灰尘、树叶或围栏等如下图所示,产生多个激光回波。本产品可对每个回波进行数值分析,同时结合多次测量的测距值统计结果,剔除出现概率较低的干扰点,以屏蔽雨、雪、雾、灰尘、树叶等目标的干扰。
除了上述产品之外,本公司还接收高校、研究机构、企业等的各种定制类激光雷达,目前,已经完成远程测距激光雷达、固态三维成像激光雷达、海洋探测激光雷达、大气探测激光雷达等各类激光雷达十余套,具有深厚的技术积累和产品研制创新能力。下图所示为部分研制的激光雷达样机。