Произходът на LiDAR може да бъде проследен назад до 60-те години на миналия век. През 1960 г., след изобретяването на рубинения лазер, технологията LiDAR започва постепенно да се развива. През 1962 г. Масачузетският технологичен институт успешно измерва разстоянието между земята и луната с помощта на LiDAR и оттогава потенциалната стойност на LiDAR непрекъснато се открива от учени. LiDAR беше използван за първи път в автомобили в предизвикателство за безпилотни превозни средства и оттогава монтираният на превозното средство LiDAR се разви бързо в областта на интелигентното шофиране.
Както подсказва името, LiDAR е радар, който работи в оптичната честотна лента. Това е радарна система, която открива местоположението, скоростта и други характерни величини на целта чрез излъчване на лазерни лъчи. Неговият работен процес е първо да излъчи сигнал за откриване на електромагнитна вълна в оптичната честотна лента към целевия обект и след това да сравни получения сигнал, отразен от целта, тоест същия вълнов сигнал, с предавания сигнал и да извърши подходяща обработка за получаване на местоположението на целта, състоянието на движение и друга характерна информация, като по този начин се реализира откриването и идентифицирането на целта. Максималното му разстояние на засичане достига 200 метра. В сравнение с радар с милиметрови вълни, LiDAR може да получи характеристиките на триизмерната форма на препятствията в допълнение към местоположението и скоростта на препятствията. Следователно LiDAR може също така да извършва триизмерно моделиране на околната среда на превозното средство и да идентифицира различни динамични и статични препятствия.
Технологията LiDAR е международно призната като основа на технологията за интелигентно шофиране. За да се получат по-добри резултати от теста, оптичната система на LiDAR се превърна в изследователска гореща точка. LiDAR може да предостави богата информация за околната среда, което също значително подобрява способността за автоматично избягване на препятствията на интелигентното шофиране. LiDAR също е усъвършенстван метод за откриване, който комбинира лазерна технология с модерна фотоелектрическа технология за откриване. Тя може да бъде разделена на предавателна система, приемаща система, система за сканиране и обработка на информация.
Лазерите като предавателна система обикновено се състоят от лазери с въглероден диоксид, полупроводникови лазери, твърди лазери с регулируеми дължини на вълните и някои оптични модули за разширяване на лъча; приемащата система обикновено използва телескоп и различни форми на фотоелектрични детектори, като фотоумножителни тръби, полупроводникови фотодиоди, лавинни фотодиоди, многоелементни устройства за откриване на инфрачервена и видима светлина. LiDAR използва два режима на работа: импулсен или непрекъснат вълнов. Методът на откриване може да бъде разделен на разсейване на Mie, разсейване на Rayleigh, разсейване на Raman, разсейване на Brillouin, флуоресценция, доплер и други лазерни радари според различните принципи на откриване.
И така, как LiDAR постига измерване на разстояние? Знаем, че най-важната част от измерването на разстоянието с LiDAR е процесът на лазерно излъчване и отражение. След това разстоянието до целта може да се изчисли чрез измерване на конкретното време на този процес, тоест времето на летящия лазер. След това, според емисионните сигнали на различни лазери, той може да бъде разделен на импулсен лазерен диапазон и фазов лазерен диапазон.
Импулсното лазерно определяне на обхват просто означава, че LiDAR записва интервала от време между излъчването на лазерен лъч, отразен от измервания обект, и получен от приемника. Според известната скорост на светлината може да се изчисли измереното разстояние. Конкретната изчислителна връзка е следната:
D{0}}CT/2 (1)
Където: D е разстоянието на откриване; T е времето на полета; C е скоростта на светлината. Фазовото лазерно определяне на обхват включва проблема с амплитудната модулация на лазерния сигнал. Амплитудата на модулираната светлина ще се променя периодично с течение на времето. Следователно можем да измерим фазовите промени на излъчване и отражение на модулирания лазер, за да получим информация за времето и разстоянието. Лазерният радар се върти с постоянна скорост при определена скорост и непрекъснато излъчва инфрачервени лазери, като същевременно получава лазерни сигнали от точки на отражение, включително информация като разстояние, време и хоризонтален ъгъл на точката на отражение. Използваме множество предаватели, за да съответстваме на различни вертикални ъгли, и след това използваме тези променливи данни, за да получим информация за местоположението на съответната точка на отражение. Ние събираме координатите на всички точки на отражение, събрани от лазерния радар след завъртане на 360 градуса в облак от точки, и след това можем да получим цялостна информация за околната среда.
Основните лазерни радари на пазара сега имат много компоненти и различни технически възможности за всеки компонент, така че техните съответни ефекти и разходи са естествено различни. Според различните си структури, монтираните на превозни средства лазерни радари могат да бъдат разделени на механични въртящи се лазерни радари, хибридни полутвърди лазерни радари и напълно твърди лазерни радари. Технологията на механичния ротационен лазерен радар е сравнително традиционна и зряла. Предимствата му са, че може да постигне 360-градусово хоризонтално сканиране на зрителното поле на заобикалящата среда и възможността му за обхват е сравнително дълго. Оборудването му обаче е голямо по размер, а монтажът и отстраняването на грешки са относително сложни. Цената е висока, а производственият цикъл е дълъг. Срокът на експлоатация на механичните компоненти също е труден за покриване на изискванията за автомобилен клас. Хибридните твърдотелни лазерни радари са главно лазерни радари MEMS (микровибрационно огледало), а твърдотелните лазерни радари са предимно Flash (прожекторна решетка) и OPA (оптична фазирана решетка). Сред тях лазерните радари MEMS имат предимствата на малък размер, ниска цена и лесно масово производство, което ги прави най-широко използваните технологични продукти за настоящите автономни превозни средства.
Всъщност далеч не е достатъчно да се разчита на лазерен радар за постигане на интелигентно шофиране. Когато безпилотните превозни средства са изправени пред сложни пътни условия, са необходими голям брой сензори за събиране и централна обработка на пътните условия в реално време, така че превозното средство да може да направи цялостен анализ, за да вземе решение. Разбира се, един и същи тип сензор не може да отговори на нуждите на безпилотните превозни средства за анализ на информацията за състоянието на пътя. Колкото по-сложна е пътната среда, толкова повече различни видове сензори със своите предимства са необходими.
Текущият хардуер за автономно шофиране на ниво L2 приема предимно дизайн, състоящ се от камери, радари с милиметрови вълни и ултразвукови радари. Сред тях предимството на компонента на камерата е, че може ясно да идентифицира препятствията по пътя, но камерата всъщност се влияе от интензитета на светлината; ултразвуковият радар е радарът за заден ход, който използваме широко в ежедневието. Разстоянието му за измерване е малко и лесно се влияе от времето; Радарът с милиметрови вълни има силна способност да прониква през дима, така че може да компенсира добре недостатъците на камерата и се използва повече при наблюдение на мъртвите зони и помощ при смяна на лентата. Въпреки че може да работи в среда със силна светлина и да се адаптира към относително лоши метеорологични условия, точността на преценката му ще бъде по-лоша.
Следователно LiDAR може да открие по-точно конкретните очертания, разстоянието и друга информация за препятствията и като цяло няма да прецени погрешно или да пропусне препятствията пред превозното средство. Ефективното разстояние за откриване на LiDAR също е по-далеч от предишните два. На теория, достатъчно голямо разстояние за откриване може да осигури повече време за реакция на центъра за обработка на информация за превозното средство.
Нашият адрес
B-1508 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District
Телефонен номер
0086 181 5840 0345
Имейл
info@brandnew-china.com
