A LiDAR eredete az 1960-as évekre tehető. 1960-ban, a rubinlézer feltalálása után a LiDAR technológia fokozatosan fejlődni kezdett. 1962-ben a Massachusetts Institute of Technology sikeresen mérte meg a Föld és a Hold távolságát a LiDAR segítségével, azóta folyamatosan fedezik fel a tudósok a LiDAR potenciális értékét. A LiDAR-t először az autókban használták pilóta nélküli jármű kihívások során, és azóta a járműre szerelt LiDAR gyorsan fejlődött az intelligens vezetés területén.
Ahogy a név is sugallja, a LiDAR egy olyan radar, amely az optikai frekvenciasávban működik. Ez egy radarrendszer, amely lézersugarak kibocsátásával érzékeli a célpont helyét, sebességét és egyéb jellemző mennyiségeit. Munkafolyamata az, hogy először elektromágneses hullámérzékelő jelet bocsát ki az optikai frekvenciasávban a céltárgy felé, majd a céltárgyról visszaverődő vett jelet, azaz ugyanazt a hullámjelet összehasonlítja a továbbított jellel, és elvégzi a megfelelő feldolgozást. a cél helyének, mozgási állapotának és egyéb jellemző információinak megszerzése, ezáltal a cél észlelésének és azonosításának megvalósítása. Maximális érzékelési távolsága eléri a 200 métert. A milliméteres hullámú radarral összehasonlítva a LiDAR az akadályok elhelyezkedése és sebessége mellett az akadályok háromdimenziós alakjellemzőit is megszerezheti. Ezért a LiDAR képes a jármű környezetének háromdimenziós modellezését is elvégezni, valamint különféle dinamikus és statikus akadályokat azonosítani.
A LiDAR technológia nemzetközileg elismert az intelligens vezetési technológia alapja. A jobb teszteredmények érdekében a LiDAR optikai rendszere kutatási hotspottá vált. A LiDAR gazdag környezeti információkat tud nyújtani, ami szintén nagyban javítja az intelligens vezetés automatikus akadályelhárító képességét. A LiDAR egy olyan fejlett észlelési módszer is, amely a lézertechnológiát a modern fotoelektromos érzékelési technológiával ötvözi. Felosztható adórendszerre, vevőrendszerre, letapogató rendszerre és információfeldolgozásra.
A lézerek átviteli rendszerei általában szén-dioxid lézerekből, félvezető lézerekből, hangolható hullámhosszú szilárd lézerekből és néhány optikai sugártágító egységből állnak; a vevőrendszer általában teleszkópot és különféle fotoelektromos detektorokat használ, mint például fénysokszorozó csöveket, félvezető fotodiódákat, lavina fotodiódákat, infravörös és látható fény többelemes érzékelő eszközöket. A LiDAR két üzemmódot használ: impulzus vagy folyamatos hullám. Az észlelési módszer a különböző észlelési elvek szerint Mie-szórásra, Rayleigh-szórásra, Raman-szórásra, Brillouin-szórásra, fluoreszcencia-, Doppler- és egyéb lézerradarokra osztható.
Tehát hogyan éri el a LiDAR távolságmérést? Tudjuk, hogy a LiDAR távolságmérés legfontosabb része a lézer emissziós és reflexiós folyamata. Ezután ennek a folyamatnak a fajlagos idejét, vagyis a repülő lézer idejét megmérve ki lehet számítani a cél távolságát. Ezután a különböző lézerek emissziós jelei szerint impulzuslézeres mérési és fázislézeres mérésre osztható.
Az impulzuslézeres hatótávolság egyszerűen azt jelenti, hogy a LiDAR rögzíti a mért tárgyról visszavert lézersugár kibocsátása és a vevő által vett sugárzás közötti időtartamot. Az ismert fénysebesség alapján a mért távolság kiszámítható. A konkrét számítási összefüggés a következő:
D=CT/2 (1)
ahol: D az észlelési távolság; T a repülési idő; C a fénysebesség. A fázislézeres távolságmeghatározás magában foglalja a lézerjel amplitúdómodulációjának problémáját. A modulált fény amplitúdója időnként változik. Ezért meg tudjuk mérni a modulált lézer emissziós és reflexiós fázisváltozásait, hogy információt kapjunk az időről és a távolságról. A lézerradar állandó sebességgel, egy bizonyos sebességgel forog, és folyamatosan infravörös lézereket bocsát ki, miközben lézerjeleket kap a visszaverődési pontokról, beleértve az olyan információkat, mint a távolság, az idő és a visszaverődési pont vízszintes szöge. Több adót használunk a különböző függőleges szögeknek való megfeleltetéshez, majd ezeket a változó adatokat használjuk a megfelelő tükrözési pont helyinformációinak megszerzésére. A lézerradar által 360 fokos elforgatás után összegyűjtött összes reflexiós pont koordinátáit pontfelhővé gyűjtjük, és így mindenre kiterjedő környezeti információkat kaphatunk.
A piacon kapható mainstream lézerradarok ma már sok alkatrészt és az egyes alkatrészekhez különböző műszaki lehetőségeket tartalmaznak, így a megfelelő hatások és költségek természetesen eltérőek. A járműre szerelt lézerradarokat különböző felépítésük szerint mechanikus forgó lézerradarokra, hibrid félszilárd lézerradarokra és teljesen szilárdtest lézerradarokra oszthatjuk. A mechanikus forgó lézerradar technológia viszonylag hagyományos és kiforrott. Előnye, hogy képes 360 fokos vízszintes látómező pásztázni a környező környezetről, és hatótávolsága viszonylag hosszú. Felszereltsége azonban nagy méretű, összeszerelése és hibakeresése viszonylag bonyolult. A költségek magasak és a gyártási ciklus hosszú. A mechanikai alkatrészek élettartamát is nehéz teljesíteni az autóipari minőségi követelményeknek. A hibrid szilárdtest lézerradarok főként MEMS (mikrovibrációs tükör) lézerradarok, a szilárdtest lézerradarok főként Flash (floodlight array) és OPA (optikai fázisú tömb). Ezek közül a MEMS lézerradarok előnye a kis méret, az alacsony költség és az egyszerű tömeggyártás, így a jelenlegi autonóm járművek legszélesebb körben használt technológiai termékeivé válnak.
Valójában messze nem elég a lézerradarra hagyatkozni az intelligens vezetés eléréséhez. Amikor a pilóta nélküli járművek összetett útviszonyokkal szembesülnek, nagyszámú érzékelőre van szükség a valós idejű útviszonyok összegyűjtéséhez és központi feldolgozásához, hogy a jármű átfogó elemzést készíthessen a döntés meghozatalához. Természetesen egyetlen, azonos típusú érzékelő nem tudja kielégíteni a pilóta nélküli járművek útállapot-információ-elemzési igényeit. Minél bonyolultabb az út környezete, annál több különböző típusú érzékelőre van szükség, amelyek saját előnyei vannak.
A jelenlegi L2 szintű autonóm vezetési hardver többnyire kamerákból, milliméterhullámú radarokból és ultrahangos radarokból álló kialakítást alkalmaz. Közülük a kamerakomponens előnye, hogy egyértelműen képes azonosítani az útakadályokat, de a kamerára valójában a fényintenzitás hat; Az ultrahangos radar az a tolatóradar, amelyet széles körben használunk a mindennapi életben. Mérési távolsága rövid, és könnyen befolyásolja az időjárás; a milliméteres hullámú radar erős füstáthatoló képességgel rendelkezik, így jól tudja pótolni a kamera hiányosságait, és inkább holttérfigyelésre és sávváltási segítségre használják. Jóllehet erős fényviszonyok mellett is tud működni, és képes alkalmazkodni a viszonylag rossz időjárási viszonyokhoz, az ítélet pontossága rosszabb lesz.
Ezért a LiDAR pontosabban tudja érzékelni az akadályok konkrét körvonalait, távolságát és egyéb információit, és általában nem ítéli meg vagy nem téveszti el a jármű előtti akadályokat. A LiDAR effektív érzékelési távolsága is messzebb van az előző kettőnél. Elméletileg egy kellően hosszú észlelési távolság több reakcióidőt biztosíthat a jármű információfeldolgozó központja számára.
A címünk
B-1508 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District
Telefonszám
0086 181 5840 0345
info@brandnew-china.com
