Asal usul LiDAR boleh dikesan kembali ke tahun 1960-an. Pada tahun 1960, selepas penciptaan laser delima, teknologi LiDAR mula berkembang secara beransur-ansur. Pada tahun 1962, Institut Teknologi Massachusetts berjaya mengukur jarak antara bumi dan bulan menggunakan LiDAR, dan sejak itu potensi nilai LiDAR telah ditemui secara berterusan oleh saintis. LiDAR pertama kali digunakan dalam kereta dalam cabaran kenderaan tanpa pemandu, dan sejak itu, LiDAR yang dipasang kenderaan telah berkembang pesat dalam bidang pemanduan pintar.
Seperti namanya, LiDAR ialah radar yang berfungsi dalam jalur frekuensi optik. Ia adalah sistem radar yang mengesan lokasi, kelajuan dan kuantiti ciri lain sasaran dengan memancarkan pancaran laser. Proses kerjanya adalah dengan terlebih dahulu mengeluarkan isyarat pengesanan gelombang elektromagnet dalam jalur frekuensi optik ke arah objek sasaran, dan kemudian membandingkan isyarat yang diterima yang dipantulkan daripada sasaran, iaitu isyarat gelombang yang sama, dengan isyarat yang dihantar, dan melakukan pemprosesan yang sesuai untuk mendapatkan lokasi sasaran, keadaan gerakan dan maklumat ciri lain, dengan itu merealisasikan pengesanan dan pengenalpastian sasaran. Jarak pengesanan maksimumnya mencapai 200 meter. Berbanding dengan radar gelombang milimeter, LiDAR boleh memperoleh ciri-ciri bentuk tiga dimensi halangan sebagai tambahan kepada lokasi dan kelajuan halangan. Oleh itu, LiDAR juga boleh melakukan pemodelan tiga dimensi bagi persekitaran kenderaan dan mengenal pasti pelbagai halangan dinamik dan statik.
Teknologi LiDAR diiktiraf di peringkat antarabangsa sebagai asas teknologi pemanduan pintar. Untuk mendapatkan keputusan ujian yang lebih baik, sistem optik LiDAR telah menjadi tempat tumpuan penyelidikan. LiDAR boleh memberikan maklumat alam sekitar yang kaya, yang juga meningkatkan keupayaan mengelak halangan automatik pemanduan pintar. LiDAR juga merupakan kaedah pengesanan lanjutan yang menggabungkan teknologi laser dengan teknologi pengesanan fotoelektrik moden. Ia boleh dibahagikan kepada sistem penghantaran, sistem penerimaan, sistem imbasan dan pemprosesan maklumat.
Laser sebagai sistem pemancarnya biasanya terdiri daripada laser karbon dioksida, laser semikonduktor, laser pepejal dengan panjang gelombang boleh melaras dan beberapa unit pengembangan rasuk optik; sistem penerima biasanya menggunakan teleskop dan pelbagai bentuk pengesan fotoelektrik, seperti tiub photomultiplier, fotodiod semikonduktor, fotodiod salji, peranti pengesan pelbagai unsur cahaya inframerah dan cahaya nampak. LiDAR menggunakan dua mod kerja: nadi atau gelombang berterusan. Kaedah pengesanan boleh dibahagikan kepada serakan Mie, serakan Rayleigh, serakan Raman, serakan Brillouin, pendarfluor, Doppler dan radar laser lain mengikut prinsip pengesanan yang berbeza.
Jadi bagaimana LiDAR mencapai ukuran jarak? Kami tahu bahawa bahagian terpenting dalam pengukuran jarak LiDAR ialah proses pancaran dan pantulan laser. Kemudian, jarak sasaran boleh dikira dengan mengukur masa tertentu proses ini, iaitu masa laser terbang. Kemudian, mengikut isyarat pelepasan laser yang berbeza, ia boleh dibahagikan kepada julat laser nadi dan julat laser fasa.
Jarak laser nadi hanya bermaksud bahawa LiDAR merekodkan selang masa antara pancaran pancaran laser yang dipantulkan oleh objek yang diukur dan diterima oleh penerima. Mengikut kelajuan cahaya yang diketahui, jarak yang diukur boleh dikira. Hubungan pengiraan khusus adalah seperti berikut:
D{0}}CT/2 (1)
Di mana: D ialah jarak pengesanan; T ialah masa penerbangan; C ialah kelajuan cahaya. Julat laser fasa melibatkan masalah modulasi amplitud isyarat laser. Amplitud cahaya termodulat akan berubah secara berkala dari semasa ke semasa. Oleh itu, kita boleh mengukur perubahan fasa pelepasan dan pantulan laser termodulat untuk mendapatkan maklumat tentang masa dan jarak. Radar laser berputar pada kelajuan malar pada kelajuan tertentu dan memancarkan laser inframerah secara berterusan, sambil menerima isyarat laser dari titik pantulan, termasuk maklumat seperti jarak, masa dan sudut mendatar titik pantulan. Kami menggunakan berbilang pemancar untuk sepadan dengan sudut menegak yang berbeza, dan kemudian menggunakan data pembolehubah ini untuk mendapatkan maklumat lokasi titik pantulan yang sepadan. Kami mengumpul koordinat semua titik pantulan yang dikumpul oleh radar laser selepas berputar 360 darjah menjadi awan titik, dan kemudian kami boleh mendapatkan maklumat alam sekitar yang menyeluruh.
Radar laser arus perdana di pasaran kini mempunyai banyak komponen dan pilihan teknikal yang berbeza untuk setiap komponen, jadi kesan dan kos yang sepadan secara semula jadi berbeza. Menurut strukturnya yang berbeza, radar laser yang dipasang pada kenderaan boleh dibahagikan kepada radar laser berputar mekanikal, radar laser separuh pepejal hibrid dan radar laser keadaan pepejal sepenuhnya. Teknologi radar laser berputar mekanikal agak tradisional dan matang. Kelebihannya ialah ia boleh mencapai pengimbasan medan pandangan mendatar 360 darjah persekitaran sekeliling dan keupayaan julatnya agak panjang. Walau bagaimanapun, peralatannya bersaiz besar, dan pemasangan serta penyahpepijatannya agak rumit. Kosnya tinggi dan kitaran pengeluarannya panjang. Hayat perkhidmatan komponen mekanikal juga sukar untuk memenuhi keperluan gred automotif. Radar laser keadaan pepejal hibrid kebanyakannya adalah radar laser MEMS (cermin getaran mikro), dan radar laser keadaan pepejal adalah terutamanya Flash (susunan lampu sorot) dan OPA (susunan berperingkat optik). Antaranya, radar laser MEMS mempunyai kelebihan saiz kecil, kos rendah, dan pengeluaran besar-besaran yang mudah, menjadikannya produk teknologi yang paling banyak digunakan untuk kenderaan autonomi semasa.
Malah, ia masih jauh daripada cukup untuk bergantung pada radar laser untuk mencapai pemanduan pintar. Apabila kenderaan tanpa pemandu menghadapi keadaan jalan yang kompleks, sejumlah besar penderia diperlukan untuk mengumpul dan memproses keadaan jalan masa nyata secara berpusat supaya kenderaan itu boleh membuat analisis yang komprehensif untuk membuat keputusan. Sudah tentu, satu jenis penderia yang sama tidak dapat memenuhi keperluan kenderaan tanpa pemandu untuk analisis maklumat keadaan jalan raya. Semakin kompleks persekitaran jalan raya, semakin banyak jenis penderia yang berbeza dengan kelebihan tersendiri diperlukan.
Perkakasan pemanduan autonomi tahap L2 semasa kebanyakannya menggunakan reka bentuk yang terdiri daripada kamera, radar gelombang milimeter dan radar ultrasonik. Antaranya, kelebihan komponen kamera ialah ia dapat mengenal pasti halangan jalan raya dengan jelas, tetapi kamera sebenarnya dipengaruhi oleh keamatan cahaya; radar ultrasonik ialah radar undur yang kita gunakan secara meluas dalam kehidupan seharian. Jarak pengukurannya adalah pendek dan ia mudah dipengaruhi oleh cuaca; radar gelombang milimeter mempunyai keupayaan yang kuat untuk menembusi asap, jadi ia boleh mengimbangi kekurangan kamera dengan baik, dan lebih banyak digunakan dalam pemantauan titik buta dan bantuan pertukaran lorong. Walaupun ia boleh berfungsi dalam persekitaran cahaya yang kuat dan boleh menyesuaikan diri dengan keadaan cuaca yang agak buruk, ketepatan penilaiannya akan menjadi lebih teruk.
Oleh itu, LiDAR boleh mengesan garis besar tertentu, jarak dan maklumat halangan lain dengan lebih tepat, dan secara amnya tidak akan salah menilai atau terlepas halangan di hadapan kenderaan. Jarak pengesanan berkesan LiDAR juga lebih jauh daripada dua sebelumnya. Secara teorinya, jarak pengesanan yang cukup panjang boleh memberikan lebih banyak masa tindak balas untuk pusat pemprosesan maklumat kenderaan.
alamat kami
B-1508 Rumah Agam Ruiding,No.200 Zhenhua Rd,Daerah Xihu
Nombor Telefon
0086 181 5840 0345
E-mel
info@brandnew-china.com
