For tiden bruker ubemannet kjøring på L4- og L5-nivå mye integrerte løsninger for lidar, laserskanner, millimeterbølgeradar og synssensor for å oppnå formålet med sikkerhetsredundans. Hver av de tre sensingsensorene har sine egne unike fordeler. Blant dem har lidar egenskapene til lang deteksjonsavstand, høy deteksjonsnøyaktighet og sterk pålitelighet. Sammenlignet med millimeterbølgesensorer har lidar høy oppløsning og er ikke følsom for målformer og materialer. fordel. Derfor blir lidar også ansett som en nødvendig sensorinnretning for ubemannet kjøring.
Ubemannede kjøresystemer L4 og L5 krever vanligvis at lidar skal være utstyrt med langdistanse, stor synsfeltdeteksjon for å sikre at kjøretøyets' s miljøoppfattelsessystem fortsatt kan opprettholde nøyaktig deteksjon selv når kjøretøyet kjører kl. høy hastighet, som sørger for kjøresikkerhet, og også Det er nødvendig å oppfylle TS16949 kjøretøyforskriftene og menneskers øyesikkerhetssertifisering, slik at den har verdien av å være utstyrt i masseproduserte biler.
Derfor dreier design og utvikling av bilmontert lidar i utgangspunktet rundt dette målet.
Bilmontert lidar består vanligvis av to deler: rekkevidde modul og skannemodul, og det er mange tilsvarende tekniske ruter.
Lidar utvalg av teknologivalg:
For tiden er det tre hovedstrømprinsipper, inkludert: rekkeviddemetode for trekant, PTOF-rekkeviddemetode og AMCW (amplitudemodulert kontinuerlig bølge) rekkeviddemetode.
Triangulering
Trianguleringsmetoden er basert på prinsippet om trekantgeometri, en lyskilde treffes på det målte objektet, og avstanden til det målte objektet beregnes ved å måle bildeposisjonen til det reflekterte lyset i detektoren eller den lineære arraydetektoren. Prinsippdiagrammet er som følger:
Fordelene med trianguleringsmetoden er veldig fremtredende, prinsippet er enkelt og kostnadene er lave. Bare vanlige lasersendere og lineære CCD-detektorer er nødvendige for å oppnå avstandsmåling, og deteksjonsnøyaktigheten er høy på korte avstander. Derfor har slike sensorer vanligvis et stort antall applikasjoner i feiende roboter. I tillegg kan kikkertvisjon og strukturert lysrekkevidde oppsummeres som prinsippet om trianguleringsrekkevidde.
På grunn av trianguleringsmetoden i deteksjon over lang avstand, vil deteksjonsfeilen øke geometrisk, og i tilfelle direkte sollys er det reflekterte lyspunktet vanligvis nedsenket i sollyset, noe som fører til at detektoren ikke klarer å trekke ut det reflekterte lyspunktet og forårsaker at instrumentet mislykkes. Dette er den fatale feilen ved trianguleringsmetoden i deteksjonsprosessen for langdistanse.
PTOF rekkevidde metode
Kjerneprinsippet til PTOF er å slå en laserstråle med veldig kort tid på deteksjonsobjektet. Ved å direkte måle flytid for laserutslipp, treffe deteksjonsobjektet og returnere til detektoren, blir avstanden mellom detektoren og objektet som skal måles, reversert.
På grunn av den ekstremt høye flyhastigheten til lys, krever denne løsningen en veldig fin klokkekrets (vanligvis ps-nivå, 1 ps=10 ^ -3 ns) og en veldig smal pulsbreddelaseremitterende krets (vanligvis ns-nivå), så Utviklingen vanskeligheter og terskel er høye, men lidaren som generelt vedtar PTOF-prinsippet kan vanligvis nå et deteksjonsområde på 100 meter.
AMCW (Amplitude Modulation Continuous Wave) Ranging Method
Lysets flytid er ekstremt rask, og det er vanskelig å måle flytetiden til fotoner direkte. Er det mulig å oppnå flytiden for lys gjennom noen indirekte metoder? Den typiske metoden er AMCW.
AMCW modulerer intensiteten til lysbølgen (for eksempel sinusbølge eller trekantbølge osv.), Slik at lysbølgen danner en faseforskjell på lysintensitetsbølgeformen når den projiseres på objektet og deretter returnerer til detektoren. Da kan faseforskjellen måles indirekte. Flytid for lys, og dermed flyavstanden er omvendt.
Generelt er det lettere å måle faseforskjell enn å direkte måle flytid, og det er lettere å utvikle seg. Derfor er kostnadene ved AMCW-basert lidar litt lavere enn PTOF-radaren, og dens unike deteksjonsmetode er mer praktisk å realisere FLASH-skanning i solid state-array. Forskjellig fra PTOF, fordi AMCW vedtar kontinuerlig lysbølgemodulering, trenger den større optisk kraft under langdistansedeteksjon, spesielt på deteksjonsavstanden på 100 meter, det er skjulte farer for menneskets øyesikkerhet, som åpenbart ikke kan passere kjøretøyets forskrifter.
De tre forskjellige løsningene har sine egne fordeler og ulemper. Vi har oppsummert og sammenlignet de ovennevnte tre forskjellige metodene ved å ta de fem kjernefunksjonene som kreves for bilens lidar som valgdimensjoner:
