Obecnie bezzałogowa jazda na poziomie L4 i L5 szeroko wykorzystuje zintegrowane rozwiązania lidara, skanera laserowego, radaru fal milimetrowych i czujnika wizyjnego, aby osiągnąć cel nadmiarowości bezpieczeństwa. Każdy z trzech czujników ma swoje unikalne zalety. Wśród nich lidar ma cechy dużej odległości wykrywania, wysokiej dokładności wykrywania i dużej niezawodności. W porównaniu z czujnikami fal milimetrowych lidar ma wysoką rozdzielczość i nie jest czuły na kształty i materiały celu. korzyść. Dlatego lidar jest również uważany za niezbędne urządzenie czujnikowe do jazdy bezzałogowej.
Bezzałogowe systemy jazdy L4 i L5 zwykle wymagają, aby lidar był wyposażony w detekcję dalekiego zasięgu i dużego pola widzenia, aby zapewnić, że system percepcji otoczenia pojazdu&# 39 może nadal utrzymywać dokładne wykrywanie, nawet gdy pojazd porusza się w duża prędkość, zapewniająca bezpieczeństwo jazdy, a także Wymagane jest zdanie przepisów pojazdu TS16949 oraz certyfikatu bezpieczeństwa ludzkiego wzroku, aby miał wartość wyposażenia seryjnego pojazdów.
Dlatego projektowanie i rozwój lidarów montowanych w pojazdach zasadniczo obraca się wokół tego celu.
Lidar montowany na pojeździe zazwyczaj składa się z dwóch części: modułu określania odległości i modułu skanującego, a istnieje wiele odpowiednich tras technicznych.
Wybór technologii Lidar:
Obecnie istnieją trzy główne zasady określania odległości, w tym: metoda trójkątna, metoda PTOF i metoda AMCW (z modulacją amplitudy fali ciągłej).
Triangulacja
Metoda triangulacji opiera się na zasadzie geometrii trójkąta, źródło światła trafia w mierzony obiekt, a odległość mierzonego obiektu jest obliczana poprzez pomiar położenia obrazu odbitego światła w detektorze powierzchniowym lub liniowym. Schemat zasadniczy jest następujący:
Zalety metody triangulacji są bardzo widoczne, zasada jest prosta, a koszt niski. Do pomiaru odległości potrzebne są tylko zwykłe nadajniki laserowe i liniowe detektory CCD, a dokładność wykrywania jest wysoka przy niewielkich odległościach. Dlatego takie czujniki mają zwykle wiele zastosowań w zamiatających robotach. Ponadto widzenie obuoczne i zakres światła strukturalnego można podsumować jako zasadę określania odległości triangulacyjnej.
Ze względu na metodę triangulacji w detekcji na duże odległości błąd detekcji wzrośnie geometrycznie, aw przypadku bezpośredniego światła słonecznego odbita plamka światła jest zwykle zanurzona w słońcu, przez co detektor nie będzie w stanie wydobyć odbitej plamki światła i powodując awarię instrumentu. To fatalna wada metody triangulacji w procesie wykrywania na duże odległości.
Metoda zmiany zakresu PTOF
Podstawową zasadą PTOF jest uderzenie wiązki światła lasera w bardzo krótkim czasie w wykrywany obiekt. Poprzez bezpośredni pomiar czasu przelotu emisji laserowej, uderzenie w wykrywany obiekt i powrót do detektora, odwraca się odległość między detektorem a mierzonym obiektem.
Ze względu na niezwykle dużą prędkość lotu światła, rozwiązanie to wymaga bardzo dokładnego obwodu zegarowego (zwykle poziom ps, 1 ps=10 ^ -3 ns) i bardzo wąskiego obwodu emitującego laser o szerokości impulsu (zwykle na poziomie ns), więc Trudność i próg są wysokie, ale lidar, który generalnie przyjmuje zasadę PTOF, może zwykle osiągnąć zasięg wykrywania 100 metrów.
AMCW (metoda ciągłej fali modulacji amplitudy)
Czas przelotu światła jest niezwykle szybki i trudno jest bezpośrednio zmierzyć czas przelotu fotonów. Czy można uzyskać czas przelotu światła metodami pośrednimi? Typową metodą jest AMCW.
AMCW moduluje intensywność fali świetlnej (takiej jak sinusoidalna lub trójkątna itp.), Tak że fala świetlna tworzy różnicę fazową na fali natężenia światła, gdy jest rzutowana na obiekt, a następnie powraca do detektora. Wtedy różnicę faz można zmierzyć pośrednio. Czas przelotu światła, a tym samym odległość lotu jest odwrócona.
Generalnie łatwiej jest zmierzyć różnicę faz niż bezpośrednio zmierzyć czas lotu i łatwiej się rozwija. W związku z tym koszt lidara opartego na AMCW jest nieco niższy niż radaru PTOF, a jego unikalna metoda wykrywania jest wygodniejsza do wykonania skanowania macierzy półprzewodnikowej FLASH. W odróżnieniu od PTOF, ponieważ AMCW przyjmuje ciągłą modulację fali świetlnej, potrzebuje większej mocy optycznej podczas wykrywania na duże odległości, szczególnie w odległości wykrywania 100 metrów, istnieją ukryte zagrożenia dla bezpieczeństwa ludzkiego oka, które oczywiście nie mogą przejść przez przepisy dotyczące pojazdów.
Te trzy rozwiązania mają swoje zalety i wady. Podsumowaliśmy i porównaliśmy wyżej wymienione trzy różne metody, biorąc pięć podstawowych możliwości wymaganych dla lidara pojazdu jako wymiary wyboru:
