Применение лидара в области обнаружения атмосферы и захвата целей

Энергосбережение и защита окружающей среды, новые энергетические транспортные средства, интеллектуальные транспортные средства стали направлением автомобильного развития Китая, интеллектуальные транспортные средства - это в основном разработка автономных интеллектуальных транспортных средств и интеллектуальных транспортных средств, подключенных к сети. Автономные интеллектуальные транспортные средства и интеллектуальные транспортные средства, подключенные к сети, для достижения вышеуказанных функций не могут быть реализованы только путем сборки обычного микроволнового радара. Для достижения вышеуказанных функций LiDAR является важным компонентом системы управления электрической системой автономных интеллектуальных транспортных средств и сети. -подключенные интеллектуальные транспортные средства.

Лидар имеет характеристики узкого луча, небольшого размера, бесконтактного измерения и т. д. Он может обнаруживать облака, аэрозоли, поле воздушного ветра, загрязнители воздуха, изменения температуры и влажности и другие параметры. Для обнаружения он использует полосу оптических частот, которая на несколько порядков выше, чем у миллиметровых волн, а точность обнаружения более выгодна, чем у микроволнового радара. Таким образом, LiDAR имеет более широкую перспективу применения в области обнаружения атмосферы и захвата целей.

В настоящее время сканирующими лидарами, которые можно использовать в интеллектуальных транспортных средствах, являются механические вращающиеся лидары, сканирующие радары с микроэлектромеханической системой и лидары с фазированной решеткой. Механический вращающийся LiDAR (LiDAR, который передает, принимает и вращает вокруг общей оси) в настоящее время является относительно зрелым, и уже существуют беспилотные концептуальные автомобили, пробующие механические вращающиеся устройства LiDAR. Сканирующая радиолокация на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС) в настоящее время относится к новейшим разработкам, в основе которых лежит принцип изменения оптического пути посредством МЭМС-сканирующих зеркал. Лидар с фазированной решеткой реализуется путем поточечного сканирования, т.е. изменения оптического пути за счет фазы излучения лазерного света, излучаемого между несколькими небольшими антеннами. ЛИДАР с поверхностной решеткой излучает поверхностный массив света, и основная проблема — короткая дальность обнаружения.

Во времяпролетном ToFLiDAR лазер излучает световые импульсы длительностью τ, которые активируют внутренние часы схемы синхронизации в момент излучения. Световой импульс, отраженный от мишени, попадает на фотодетектор с выходным электрическим сигналом, отключающим часы. Это электронное измерение туда и обратно ToFΔt вычисляет расстояние от цели до точки отражения R. Если в действительности лазер и фотодетектор расположены в одном и том же положении, на расстояние R влияют два фактора: c — скорость света в вакуум, n — показатель преломления среды распространения (в воздухе близок к 1). Эти два фактора влияют на разрешение по расстоянию ΔR: если диаметр лазерной точки больше размера разрешаемой цели, неопределенность измерения Δt и пространственная ширина импульса w (w=cτ ) есть ΔΔt. В типичной автомобильной системе LiDAR лазер генерирует импульсы длительностью около 4 нс, поэтому необходим минимальный угол расхождения луча.

Наиболее важным аспектом для разработчика автомобильной системы LiDAR является выбор длины волны света. Двумя наиболее популярными длинами волн являются 905 нм и 1550 нм, что является сложной проблемой для автомобильного LiDAR из-за многочисленных погодных условий и возможностей типа отражающей поверхности. В реальных условиях потери света на длине волны 905 нм на самом деле меньше из-за более сильного поглощения на длине волны 1550 нм, чем на длине волны 905 нм.

Технологические алгоритмы, связанные с лидаром, в традиционных ключевых модулях по-прежнему должны обеспечивать больший вес, точность, надежность и обобщение, семантические карты и интеграция глубокого обучения стали тенденцией, а также другие датчики, которые могут обеспечить автономную локализацию источника, такие как как камера глубины, радар миллиметрового диапазона и т. д., синтез нескольких источников также является горячей точкой текущих исследований, и технология, связанная с лидаром для беспилотных платформ для достижения развития автономного интеллекта, обязательно будет иметь технологию, связанную с лидаром. окажут далеко идущее влияние на развитие беспилотных платформ для реализации автономного интеллекта.