Επί του παρόντος, L4 και L5 επίπεδο μη επανδρωμένη οδήγηση ευρέως χρησιμοποιούν ολοκληρωμένες λύσεις του lidar, σαρωτή λέιζερ, ραντάρ κύματος χιλιοστών και αισθητήρα όρασης για την επίτευξη του σκοπού της πλεονασμού ασφαλείας. Κάθε ένας από τους τρεις αισθητήρες ανίχνευσης έχει τα δικά του μοναδικά πλεονεκτήματα. Μεταξύ αυτών, το lidar έχει τα χαρακτηριστικά της μεγάλης απόστασης ανίχνευσης, της υψηλής ακρίβειας ανίχνευσης, και της ισχυρής αξιοπιστίας. Σε σύγκριση με τους αισθητήρες χιλιοστών κύματος, lidar έχει υψηλή ανάλυση και δεν είναι ευαίσθητο σε σχήματα στόχων και υλικά. Πλεονέκτημα. Ως εκ τούτου, το lidar θεωρείται επίσης απαραίτητη συσκευή αισθητήρων για μη επανδρωμένη οδήγηση.
Τα μη επανδρωμένα συστήματα οδήγησης L4 και L5 συνήθως απαιτούν το lidar να είναι εξοπλισμένο με ανίχνευση μεγάλων αποστάσεων, μεγάλου πεδίου θέασης, ώστε να εξασφαλίζεται ότι το σύστημα περιβαλλοντικής αντίληψης του οχήματος μπορεί ακόμα να διατηρεί ακριβή ανίχνευση ακόμα και όταν το όχημα λειτουργεί με μεγάλη ταχύτητα, εξασφαλίζοντας την ασφάλεια οδήγησης, και επίσης απαιτείται να περάσει τους κανονισμούς οχημάτων TS16949 και την πιστοποίηση της ασφάλειας των ανθρώπινων ματιών, έτσι ώστε να έχει την αξία να είναι εξοπλισμένο σε οχήματα μαζικής παραγωγής.
Ως εκ τούτου, ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη του οχήματος-τοποθετημένο lidar περιστρέφεται βασικά γύρω από αυτό το στόχο.
Όχημα-τοποθετημένο lidar αποτελείται συνήθως από δύο μέρη: που κυμαίνονται ενότητα και μονάδα σάρωσης, και υπάρχουν πολλές αντίστοιχες τεχνικές διαδρομές.
Επιλογή τεχνολογίας που κυμαίνεται lidar:
Επί του παρόντος, υπάρχουν τρεις αρχές που κυμαίνονται mainstream, συμπεριλαμβανομένων: τρίγωνο που κυμαίνονται μέθοδος, PTOF που κυμαίνονται μέθοδος και AMCW (εύρος διαμορφωμένο συνεχές κύμα) που κυμαίνονται μέθοδος.
Τριγωνισμού
Η μέθοδος τριγωνισμού βασίζεται στην αρχή της γεωμετρίας του τριγώνου, μια φωτεινή πηγή χτυπιέται στο μετρούμενο αντικείμενο και η απόσταση του μετρούμενου αντικειμένου υπολογίζεται μετρώντας τη θέση απεικόνισης του ανακλώμενου φωτός στην περιοχή ή στον ανιχνευτή γραμμικής συστοιχίας. Το βασικό διάγραμμα έχει ως εξής:
Τα πλεονεκτήματα της μεθόδου τριγωνισμού είναι πολύ προεξέχοντα, η αρχή είναι απλή, και το κόστος είναι χαμηλό. Μόνο οι συνηθισμένοι πομποί λέιζερ και οι γραμμικοί ανιχνευτές CCD απαιτούνται για να επιτύχουν τη μέτρηση απόστασης, και η ακρίβεια ανίχνευσης είναι υψηλή στις σύντομες αποστάσεις. Ως εκ τούτου, οι αισθητήρες αυτοί έχουν συνήθως ένα μεγάλο αριθμό εφαρμογών σε σαρωτικές ρομπότ. Επιπλέον, διοφθαλμική όραση και δομημένο φως που κυμαίνονται μπορεί να συνοψιστεί ως η αρχή της τριγωνισμού που κυμαίνονται.
Λόγω της μεθόδου τριγωνισμού στην ανίχνευση μεγάλων αποστάσεων, το σφάλμα ανίχνευσης θα αυξηθεί γεωμετρικά, και στην περίπτωση του άμεσου ηλιακού φωτός, το ανακλώμενο φωτεινό σημείο είναι συνήθως βυθισμένο στο φως του ήλιου, προκαλώντας τον ανιχνευτή να είναι σε θέση να εξαγάγει το ανακλώμενο σημείο φωτός και προκαλώντας το όργανο να αποτύχει. Αυτό είναι το μοιραίο ελάττωμα της μεθόδου τριγωνισμού στη διαδικασία ανίχνευσης μεγάλων αποστάσεων.
Μέθοδος εύρους PTOF
Η βασική αρχή του PTOF είναι να χτυπήσει μια δέσμη φωτός λέιζερ με πολύ σύντομο χρονικό διάστημα στο αντικείμενο ανίχνευσης. Μετρώντας άμεσα το χρόνο πτήσης της εκπομπής με λέιζερ, χτυπώντας το αντικείμενο ανίχνευσης και επιστρέφοντας στον ανιχνευτή, η απόσταση μεταξύ του ανιχνευτή και του αντικειμένου που πρόκειται να μετρηθεί αντιστρέφεται.
Λόγω της εξαιρετικά γρήγορης ταχύτητας πτήσης του φωτός, αυτή η λύση απαιτεί ένα πολύ λεπτό κύκλωμα ρολογιών (συνήθως ps επίπεδο, 1 ps = 10^-3 ns) και ένα πολύ στενό κύκλωμα εκπομπής λέιζερ πλάτους σφυγμού (συνήθως ns επίπεδο), έτσι η δυσκολία ανάπτυξης και το κατώφλι είναι υψηλά, αλλά το lidar που υιοθετεί γενικά την αρχή PTOF μπορεί συνήθως να φθάσει σε μια σειρά ανίχνευσης 100 μέτρων.
AMCW (συνεχές κύμα διαμόρφωσης εύρους) που κυμαίνεται μέθοδος
Ο χρόνος πτήσης του φωτός είναι εξαιρετικά γρήγορος, και είναι δύσκολο να μετρηθεί άμεσα ο χρόνος πτήσης των φωτονίων. Είναι δυνατόν να επιτευχθεί ο χρόνος πτήσης του φωτός μέσω ορισμένων έμμεσων μεθόδων; Η τυπική μέθοδος είναι AMCW.
Το AMCW διαμορφώνει την ένταση του κύματος φωτός (όπως το ημιτονοειδές κύμα ή το κύμα τριγώνων, κ.λπ.), έτσι ώστε το ελαφρύ κύμα διαμορφώνει μια διαφορά φάσης στη μορφή κύματος ελαφριάς έντασης όταν προβάλλεται επάνω στο αντικείμενο και επιστρέφει έπειτα στον ανιχνευτή. Στη συνέχεια, η διαφορά φάσης μπορεί να μετρηθεί έμμεσα. Ο χρόνος πτήσης του φωτός, και έτσι η απόσταση πτήσης αντιστρέφεται.
Γενικά, είναι ευκολότερο να μετρηθεί η διαφορά φάσης παρά να μετρηθεί άμεσα ο χρόνος πτήσης, και είναι ευκολότερο να αναπτυχθεί. Ως εκ τούτου, το κόστος της AMCW με βάση lidar είναι ελαφρώς χαμηλότερο από αυτό του ραντάρ PTOF, και μοναδική μέθοδος ανίχνευσης του είναι πιο βολικό για την πραγματοποίηση στερεάς κατάστασης συστοιχία FLASH σάρωση. Διαφορετικό από PTOF, επειδή AMCW υιοθετεί τη συνεχή ελαφριά διαμόρφωση κυμάτων, χρειάζεται τη μεγαλύτερη οπτική δύναμη κατά τη διάρκεια της μεγάλης απόστασης ανίχνευσης, ειδικά στην απόσταση ανίχνευσης 100 μέτρων, υπάρχουν κρυμμένοι κίνδυνοι στην ανθρώπινη ασφάλεια ματιών, η οποία προφανώς δεν μπορεί να περάσει τους κανονισμούς οχημάτων.
Οι τρεις λύσεις έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Έχουμε συνοψίσει και συγκρίνει τις προαναφερθείσες τρεις μεθόδους που κυμαίνονται, λαμβάνοντας τις πέντε βασικές δυνατότητες που απαιτούνται για lidar όχημα ως τις διαστάσεις επιλογής:
