Atualmente, o nível L4 e L5 não tripulado de condução amplamente usa soluções integradas de lidar, scanner a laser, radar de ondas milimétricas e sensor de visão para alcançar o propósito de redundância de segurança. Cada um dos três sensores de sensoriamento tem suas próprias vantagens únicas. Entre eles, o lidar tem as características de longa distância de detecção, alta precisão de detecção e forte confiabilidade. Comparado com sensores de ondas milimétricas, o Lidar tem alta resolução e não é sensível a formas e materiais de destino. Vantagem. Portanto, lidar também é considerado como um dispositivo de sensor necessário para condução não tripulada.
Os sistemas de condução não tripulados L4 e L5 geralmente exigem que o lidar seja equipado com detecção de campo de visão de longa distância e grande área de visão para garantir que o sistema de percepção ambiental do veículo ainda possa manter a detecção precisa mesmo quando o veículo está funcionando em alta velocidade, garantindo a segurança da condução, e também é necessário passar as normas de veículos TS16949 e certificação de segurança ocular humana, de modo que ele tenha o valor de estar equipado em veículos produzidos em massa.
Portanto, o design e o desenvolvimento do lidar montado em veículos gira basicamente em torno desse objetivo.
O lidar montado no veículo geralmente consiste em duas partes: módulo de alcance e módulo de varredura, e há muitas rotas técnicas correspondentes.
Seleção de tecnologia de variação lidar:
Atualmente, existem três princípios variados, incluindo: método de variação de triângulo, método de variação de PTOF e método de variação de onda contínua modulada por amplitude.
Triangulação
O método de triangulação baseia-se no princípio da geometria do triângulo, uma fonte de luz é atingida no objeto medido, e a distância do objeto medido é calculada medindo a posição de imagem da luz refletida na área ou detector de matriz linear. O diagrama principal é o seguinte:
As vantagens do método de triangulação são muito proeminentes, o princípio é simples, e o custo é baixo. Apenas transmissores laser comuns e detectores lineares de CCD são necessários para alcançar a medição da distância, e a precisão de detecção é alta em curtas distâncias. Portanto, esses sensores geralmente têm um grande número de aplicações em robôs varredores. Além disso, a visão binóculo e a luz estruturada podem ser resumidas como o princípio da triangulação.
Devido ao método de triangulação na detecção de longa distância, o erro de detecção aumentará geometricamente, e no caso da luz solar direta, o ponto de luz refletido é geralmente submerso na luz solar, fazendo com que o detector seja incapaz de extrair o ponto de luz refletido e fazendo com que o instrumento falhe. Esta é a falha fatal do método de triangulação no processo de detecção de longa distância.
Método de variação ptof
O princípio central do PTOF é atingir um feixe de luz laser com um tempo muito curto no objeto de detecção. Medindo diretamente o tempo de voo da emissão de laser, atingindo o objeto de detecção e retornando ao detector, a distância entre o detector e o objeto a ser medido é invertida.
Devido à velocidade de voo extremamente rápida da luz, esta solução requer um circuito de relógio muito fino (geralmente nível de ps, 1 ps=10^-3 ns) e um circuito emissor de laser de largura de pulso muito estreito (geralmente nível ns), por isso a dificuldade de desenvolvimento e o limiar são altos, mas o lidar que geralmente adota o princípio PTOF geralmente pode atingir uma faixa de detecção de 100 metros.
Método de variação de AMCW (Amplitude Modulação Contínua)
O tempo de voo da luz é extremamente rápido, e é difícil medir diretamente o tempo de voo dos fótons. É possível obter o tempo de voo de luz através de alguns métodos indiretos? O método típico é a AMCW.
A AMCW modula a intensidade da onda de luz (como onda seno ou onda de triângulo, etc.), de modo que a onda de luz forma uma diferença de fase na forma de onda de intensidade de luz quando é projetada sobre o objeto e, em seguida, retorna ao detector. Em seguida, a diferença de fase pode ser medida indiretamente. O tempo de voo da luz, e assim a distância de voo é invertida.
Geralmente, é mais fácil medir a diferença de fase do que medir diretamente o tempo de voo, e é mais fácil de desenvolver. Portanto, o custo do lidar baseado em AMCW é ligeiramente menor do que o do radar PTOF, e seu método de detecção exclusivo é mais conveniente para realizar a varredura FLASH de matriz de estado sólido. Diferente do PTOF, porque a AMCW adota modulação contínua de ondas de luz, ela precisa de maior potência óptica durante a detecção de longa distância, especialmente na distância de detecção de 100 metros, há perigos ocultos para a segurança dos olhos humanos, que obviamente não podem passar as regulamentações do veículo.
As três soluções têm suas próprias vantagens e desvantagens. Resumimos e comparamos os três métodos de variação mencionados acima, tomando as cinco capacidades principais necessárias para o lidar do veículo como as dimensões de seleção:
