V současnosti bezobslužná jízda na úrovni L4 a L5 k dosažení účelu bezpečnostní redundance široce využívá integrovaná řešení lidar, laserový skener, radar s milimetrovými vlnami a kamerový senzor. Každý ze tří snímacích senzorů má své vlastní jedinečné výhody. Mezi nimi má lidar vlastnosti dlouhé detekční vzdálenosti, vysoké přesnosti detekce a vysoké spolehlivosti. Ve srovnání se senzory milimetrových vln má lidar vysoké rozlišení a není citlivý na cílové tvary a materiály. výhoda. Lidar je proto také považován za nezbytné senzorové zařízení pro bezpilotní řízení.
Bezpilotní hnací systémy L4 a L5 obvykle vyžadují, aby byl lidar vybaven detekcí na velké vzdálenosti a velkým zorným polem, aby bylo zajištěno, že systém vnímání prostředí vozidla&# 39 může stále udržovat přesnou detekci, i když vozidlo běží na vysoká rychlost, zajištění bezpečnosti jízdy a také Je nutné projít předpisy TS16949 o vozidle a certifikací bezpečnosti lidského oka, aby měl hodnotu být vybaven hromadně vyráběnými vozidly.
Proto se návrh a vývoj lidarů namontovaných na vozidlech v zásadě točí kolem tohoto cíle.
Lidar namontovaný na vozidle se obvykle skládá ze dvou částí: měřicího modulu a skenovacího modulu a existuje mnoho odpovídajících technických cest.
Výběr technologie Lidar:
V současné době existují tři hlavní principy rozsahu, včetně: metody měření trojúhelníku, metody měření PTOF a metody měření rozsahu AMCW (amplitudově modulované spojité vlny).
Triangulace
Metoda triangulace je založena na principu geometrie trojúhelníku, na měřený objekt je zasažen světelný zdroj a vzdálenost měřeného objektu je vypočítána měřením zobrazovací polohy odraženého světla v ploše nebo detektoru lineárního pole. Principiální schéma je následující:
Výhody metody triangulace jsou velmi výrazné, princip je jednoduchý a cena je nízká. K dosažení měření vzdálenosti jsou potřeba pouze obyčejné laserové vysílače a lineární CCD detektory a přesnost detekce je vysoká na krátké vzdálenosti. Proto mají takové senzory obvykle velké množství aplikací v zametacích robotech. Kromě toho lze binokulární vidění a rozsah strukturovaného světla shrnout jako princip rozsahu triangulace.
Kvůli metodě triangulace při detekci na velké vzdálenosti se chyba detekce geometricky zvýší a v případě přímého slunečního světla je odrazená světelná skvrna obvykle ponořena do slunečního světla, což způsobí, že detektor není schopen extrahovat odrazenou světelnou skvrnu a což způsobilo selhání nástroje. Toto je fatální chyba metody triangulace v procesu detekce na dlouhé vzdálenosti.
Metoda stanovení PTOF
Základním principem PTOF je zasáhnout paprsek laserového světla s velmi krátkou dobou na detekční objekt. Přímým měřením doby letu laserové emise, zasažením detekčního objektu a návratem k detektoru se změní vzdálenost mezi detektorem a měřeným objektem.
Vzhledem k extrémně vysoké rychlosti letu světla vyžaduje toto řešení velmi jemný hodinový obvod (obvykle ps úroveň, 1 ps=10 ^ -3 ns) a velmi úzký pulzní laserový obvod (obvykle ns úroveň), takže vývoj obtížnost a prahová hodnota jsou vysoké, ale lidar, který obecně přijímá princip PTOF, může obvykle dosáhnout detekčního rozsahu 100 metrů.
AMCW (Amplitude Modulation Continuous Wave) rozsahová metoda
Doba letu světla je extrémně rychlá a je obtížné přímo měřit dobu letu fotonů. Je možné získat dobu letu světla některými nepřímými metodami? Typickou metodou je AMCW.
AMCW moduluje intenzitu světelné vlny (jako je sinusová vlna nebo trojúhelníková vlna atd.), Takže světelná vlna vytváří fázový rozdíl na křivce intenzity světla, když se promítá na objekt a poté se vrací do detektoru. Pak lze fázový rozdíl měřit nepřímo. Doba letu světla, a tím i délka letu, je obrácena.
Obecně je jednodušší měřit fázový rozdíl než přímo měřit čas letu a je snazší jej vyvíjet. Proto je cena lidaru založeného na AMCW o něco nižší než u PTOF radaru a jeho jedinečná metoda detekce je pohodlnější pro provádění FLASH skenování v polovodičovém poli. Liší se od PTOF, protože AMCW využívá kontinuální modulaci světelných vln, potřebuje větší optický výkon při detekci na dlouhé vzdálenosti, zejména při detekční vzdálenosti 100 metrů, existují skrytá nebezpečí pro bezpečnost lidského oka, která zjevně nemůže vyhovět předpisům vozidla.
Tři rozsahová řešení mají své vlastní výhody a nevýhody. Shrnuli jsme a porovnali výše zmíněné tři metody škálování tím, že jsme jako výběrové rozměry vybrali pět základních schopností požadovaných pro lidar vozidla:
