Opprinnelsen til LiDAR kan spores tilbake til 1960-tallet. I 1960, etter oppfinnelsen av rubinlaseren, begynte LiDAR-teknologien gradvis å utvikle seg. I 1962 målte Massachusetts Institute of Technology avstanden mellom jorden og månen med LiDAR, og siden den gang har den potensielle verdien av LiDAR blitt oppdaget kontinuerlig av forskere. LiDAR ble først brukt i biler i en ubemannet kjøretøyutfordring, og siden den gang har kjøretøymontert LiDAR utviklet seg raskt innen intelligent kjøring.
Som navnet tilsier, er LiDAR en radar som fungerer i det optiske frekvensbåndet. Det er et radarsystem som oppdager plasseringen, hastigheten og andre karakteristiske mengder av målet ved å sende ut laserstråler. Arbeidsprosessen er først å sende ut et elektromagnetisk bølgedeteksjonssignal i det optiske frekvensbåndet mot målobjektet, og deretter sammenligne det mottatte signalet som reflekteres fra målet, det vil si det samme bølgesignalet, med det overførte signalet, og utføre passende prosessering for å oppnå målets plassering, bevegelsestilstand og annen karakteristisk informasjon, for derved å realisere deteksjonen og identifiseringen av målet. Dens maksimale deteksjonsavstand når 200 meter. Sammenlignet med millimeterbølgeradar kan LiDAR oppnå de tredimensjonale formkarakteristikkene til hindringer i tillegg til plasseringen og hastigheten til hindringer. Derfor kan LiDAR også utføre tredimensjonal modellering av kjøretøyets miljø og identifisere ulike dynamiske og statiske hindringer.
LiDAR-teknologi er internasjonalt anerkjent som grunnlaget for intelligent kjøreteknologi. For å oppnå bedre testresultater har det optiske systemet til LiDAR blitt et forskningshotspot. LiDAR kan gi rik miljøinformasjon, som også i stor grad forbedrer evnen til å unngå hindringer ved intelligent kjøring. LiDAR er også en avansert deteksjonsmetode som kombinerer laserteknologi med moderne fotoelektrisk deteksjonsteknologi. Det kan deles inn i sendesystem, mottakssystem, skannesystem og informasjonsbehandling.
Lasere som overføringssystem består vanligvis av karbondioksidlasere, halvlederlasere, solide lasere med justerbare bølgelengder og noen optiske strålekspansjonsenheter; mottakssystemet bruker vanligvis et teleskop og ulike former for fotoelektriske detektorer, slik som fotomultiplikatorrør, halvlederfotodioder, skredfotodioder, flerelementdeteksjonsenheter for infrarødt og synlig lys. LiDAR bruker to arbeidsmoduser: puls eller kontinuerlig bølge. Deteksjonsmetoden kan deles inn i Mie-spredning, Rayleigh-spredning, Raman-spredning, Brillouin-spredning, fluorescens, Doppler og andre laserradarer i henhold til de ulike deteksjonsprinsippene.
Så hvordan oppnår LiDAR avstandsmåling? Vi vet at den viktigste delen av LiDAR-avstandsmåling er prosessen med laserstråling og refleksjon. Deretter kan avstanden til målet beregnes ved å måle den spesifikke tiden for denne prosessen, det vil si tiden til den flygende laseren. Deretter, i henhold til emisjonssignalene til forskjellige lasere, kan den deles inn i pulslaseravstand og faselaseravstand.
Pulslaseravstand betyr ganske enkelt at LiDAR registrerer tidsintervallet mellom emisjonen av en laserstråle reflektert av det målte objektet og mottatt av mottakeren. I henhold til den kjente lyshastigheten kan den målte avstanden beregnes. Det spesifikke beregningsforholdet er som følger:
D=CT/2 (1)
Hvor: D er deteksjonsavstanden; T er flytiden; C er lysets hastighet. Faselaseravstandsbestemmelse involverer problemet med amplitudemodulasjon av lasersignalet. Amplituden til det modulerte lyset vil endre seg periodisk over tid. Derfor kan vi måle emisjons- og refleksjonsfaseendringene til den modulerte laseren for å få informasjon om tid og avstand. Laserradaren roterer med konstant hastighet med en viss hastighet og sender kontinuerlig ut infrarøde lasere, mens den mottar lasersignaler fra refleksjonspunkter, inkludert informasjon som avstand, tid og horisontalvinkel til refleksjonspunktet. Vi bruker flere sendere for å korrespondere med forskjellige vertikale vinkler, og bruker deretter disse variable dataene for å få plasseringsinformasjonen til det tilsvarende refleksjonspunktet. Vi samler inn koordinatene til alle refleksjonspunkter som samles inn av laserradaren etter å ha rotert 360 grader inn i en punktsky, og så kan vi få allsidig miljøinformasjon.
De vanlige laserradarene på markedet har nå mange komponenter og forskjellige tekniske valg for hver komponent, så deres tilsvarende effekter og kostnader er naturligvis forskjellige. I henhold til deres forskjellige strukturer kan kjøretøymonterte laserradarer deles inn i mekaniske roterende laserradarer, hybride semi-solid laserradarer og full-solid-state laserradarer. Mekanisk roterende laserradarteknologi er relativt tradisjonell og moden. Fordelene er at den kan oppnå 360 graders horisontal synsfeltskanning av omgivelsene, og rekkeviddeevnen er relativt lang. Utstyret er imidlertid stort i størrelse, og montering og feilsøking er relativt komplisert. Kostnaden er høy og produksjonssyklusen er lang. Levetiden til mekaniske komponenter er også vanskelig å oppfylle kravene til bilkvalitet. Hybride solid-state laserradarer er hovedsakelig MEMS (micro-vibration mirror) laserradarer, og solid state laser radarer er hovedsakelig Flash (flomlys array) og OPA (optical phased array). Blant dem har MEMS laserradarer fordelene med liten størrelse, lav pris og enkel masseproduksjon, noe som gjør dem til de mest brukte teknologiproduktene for nåværende autonome kjøretøy.
Faktisk er det langt fra nok å stole på laserradar for å oppnå intelligent kjøring. Når ubemannede kjøretøy møter komplekse veiforhold, trengs et stort antall sensorer for å samle inn og sentralt behandle sanntids veiforhold slik at kjøretøyet kan foreta en omfattende analyse for å ta en beslutning. Selvfølgelig kan ikke en enkelt, samme type sensor dekke behovene til ubemannede kjøretøy for analyse av veitilstandsinformasjon. Jo mer komplekst veimiljøet er, desto flere forskjellige typer sensorer med egne fordeler trengs.
Den nåværende maskinvaren for autonom kjøring på L2-nivå vedtar for det meste en design som består av kameraer, millimeterbølgeradarer og ultralydradarer. Blant dem er fordelen med kamerakomponenten at den tydelig kan identifisere veihindringer, men kameraet påvirkes faktisk av lysintensiteten; ultrasonisk radar er ryggradaren som vi bruker mye i dagliglivet. Måleavstanden er kort og den påvirkes lett av været; millimeterbølgeradar har en sterk evne til å trenge gjennom røyk, slik at den kan bøte på manglene til kameraet godt, og brukes mer i blindsoneovervåking og filskiftehjelp. Selv om den kan fungere i sterke lysmiljøer og kan tilpasse seg relativt dårlige værforhold, vil dens vurderingsnøyaktighet være dårligere.
Derfor kan LiDAR oppdage den spesifikke omrisset, avstanden og annen informasjon til hindringer mer nøyaktig, og vil generelt ikke feilvurdere eller gå glipp av hindringer foran kjøretøyet. Den effektive deteksjonsavstanden til LiDAR er også lengre enn de to foregående. I teorien kan en tilstrekkelig lang deteksjonsavstand gi mer reaksjonstid for senteret for kjøretøyinformasjon.
Adressen vår
B-1508 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District
Telefonnummer
0086 181 5840 0345
E-post
info@brandnew-china.com
