В настоящее время беспилотные автомобили уровня L4 и L5 широко используют интегрированные решения лидара, лазерного сканера, миллиметрового волнового радара и датчика зрения для достижения цели избыточности безопасности. Каждый из трех датчиков зондирования имеет свои уникальные преимущества. Среди них лидар имеет характеристики дальнего обнаружения, высокую точность обнаружения и высокую надежность. По сравнению с датчиками миллиметровых волн лидар имеет высокое разрешение и не чувствителен к целевым формам и материалам. Преимущество. Поэтому лидар также считается необходимым сенсорным устройством для беспилотного вождения.
Беспилотные системы вождения L4 и L5 обычно требуют, чтобы лидар оснащался дальним, большим полем наблюдения, чтобы гарантировать, что система экологического восприятия транспортного средства все еще может поддерживать точное обнаружение даже в тех условиях, когда транспортное средство работает на высокой скорости, обеспечивая безопасность вождения, а также необходимо пройти правила TS16949 транспортного средства и сертификацию безопасности глаз человека, так что это имеет ценность быть оборудованным в массовых транспортных средствах.
Таким образом, проектирование и разработка лидара, установленного на транспортном средстве, в основном вращается вокруг этой цели.
Лидар, установленный транспортным средством, обычно состоит из двух частей: модуля и сканирующего модуля, и существует множество соответствующих технических маршрутов.
Лидарный выбор технологий:
В настоящее время существует три основных принципа, в том числе: метод треугольного диапазона, метод диапазона PTOF и метод AMCW (амплитуда модулированных непрерывных волн) начиная метод.
Триангуляции
Метод триангуляции основан на принципе геометрии треугольника, источник света ударяется по измеренному объекту, а расстояние измеренного объекта рассчитывается путем измерения положения изображения отраженного света в области или линейного детектора массива. Принципиальная диаграмма выглядит следующим образом:
Преимущества метода триангуляции очень заметны, принцип прост, а стоимость низкая. Для достижения измерения расстояния необходимы только обычные лазерные передатчики и линейные детекторы CCD, а точность обнаружения высока на коротких расстояниях. Таким образом, такие датчики, как правило, имеют большое количество применений в радикальных роботов. Кроме того, бинокулярное зрение и структурированный диапазон света могут быть обобщены как принцип триангуляции.
Из-за метода триангуляции при обнаружении на большие расстояния ошибка обнаружения будет увеличиваться геометрически, а в случае прямых солнечных лучей отраженное световое пятно обычно погружается в солнечный свет, в результате чего детектор не в состоянии извлечь отраженное световое пятно и приводит к отказу прибора. Это фатальный недостаток метода триангуляции в процессе обнаружения на большие расстояния.
Метод диапазона PTOF
Основной принцип PTOF заключается в том, чтобы поразить луч лазерного света с очень коротким временем на объект обнаружения. При непосредственном измерении времени полета лазерного излучения, ударе об объект обнаружения и возвращении к детектору расстояние между детектором и объектом, которое необходимо измерить, меняется.
Из-за чрезвычайно быстрой скорости полета света, это решение требует очень тонкой схемы часов (обычно PS уровне, 1 ps'10'-3 ns) и очень узкая ширина импульса лазерной излучающей цепи (обычно ns уровне), так что сложность развития и порог высоки, но лидар, который обычно принимает принцип PTOF обычно может достигать диапазона обнаружения 100 метров.
AMCW (Модуляция амплитуды Непрерывная волна) Метод диапазона
Время полета света чрезвычайно быстрое, и трудно непосредственно измерить время полета фотонов. Можно ли получить время полета света с помощью некоторых косвенных методов? Типичным методом является AMCW.
AMCW модулирует интенсивность световой волны (например, синусовая волна или треугольная волна и т.д.), так что световая волна образует фазовую разницу в форме волны интенсивности света, когда она проецируется на объект, а затем возвращается к детектору. Тогда фазовая разница может быть измерена косвенно. Время полета света, и, таким образом, расстояние полета меняется.
Как правило, легче измерить разницу в фазе, чем непосредственно измерить время полета, и это легче развивать. Таким образом, стоимость лидара на основе AMCW немного ниже, чем у радара PTOF, и его уникальный метод обнаружения более удобен для реализации твердого массива FLASH сканирования. В отличается от PTOF, потому что AMCW принимает непрерывную модуляцию световых волн, он нуждается в большей оптической мощности во время дальнего обнаружения, особенно на расстоянии обнаружения 100 метров, Есть скрытые опасности для безопасности глаз человека, которые, очевидно, не может пройти правила транспортного средства.
Эти три решения имеют свои преимущества и недостатки. Мы обобщили и сравнили вышеупомянутые три метода, взяв пять основных возможностей, необходимых для лидара транспортного средства, в качестве размеров выбора:
