L-ewwel definizzjoni ta 'lidar hija LIDAR, bl-Ingliż huwa Light DeteaTIon u Jvarjaw, Ċiniż tfisser" sejbien tad-dawl u li jvarja".
Fil-fatt, definizzjoni aktar preċiża hija LADAR: LAser DetecTIon and Ranging, jiġifieri," sejbien bil-lejżer u li tvarja". Din hija definizzjoni proposta fl-2004, li hija aktar konformi mal-kunċett ta 'lidar.
Lidar huwa attwalment tip ta 'radar li jaħdem fil-faxxa ottika (faxxa speċjali), u l-vantaġġi tagħha huma ovvji ħafna:
1. Riżoluzzjoni estremament għolja: Lidar jaħdem fil-medda ottika, u l-frekwenza hija ta '2 sa 3 ordnijiet ta' kobor ogħla minn microwave. Għalhekk, meta mqabbel mar-radar tal-majkrowejv, lidar għandu riżoluzzjoni estremament għolja, riżoluzzjoni angolari u Riżoluzzjoni ta 'veloċità
2. Abilità qawwija kontra l-interferenza: it-tul ta 'mewġa tal-lejżer huwa qasir, jista' joħroġ raġġ tal-lejżer b'angolu ta 'diverġenza żgħir ħafna (fuq l-ordni ta' μrad), l-effett multi-passaġġ huwa żgħir (mhux se jifforma emissjoni direzzjonali, u jiġġenera effetti multi-mogħdija b'veloċità tal-majkrowejv jew millimetru), miri li jindunaw b'altitudni baxxa / ultra altitudni baxxa;
3. L-ammont ta 'informazzjoni miksuba hija rikka: id-distanza, l-angolu, l-intensità tar-rifless, il-veloċità u informazzjoni oħra tal-mira jistgħu jinkisbu direttament biex tiġi ġġenerata l-immaġni multi-dimensjonali tal-mira;
4. Jista 'jaħdem il-ġurnata kollha: sejbien attiv bil-lejżer, ma jiddependix fuq kondizzjonijiet ta' dawl estern jew il-karatteristiċi tar-radjazzjoni tal-mira nnifisha. Jeħtieġ biss li jarmu r-raġġ tal-lejżer tiegħu stess u jikseb informazzjoni fil-mira billi jikxef is-sinjal eku tar-raġġ tal-lejżer emess.
Iżda l-akbar żvantaġġ ta 'lidar huwa li huwa affettwat faċilment mill-kundizzjonijiet atmosferiċi u d-duħħan mill-ambjent tax-xogħol. Huwa diffiċli ħafna li jinkiseb ambjent tax-xogħol tat-temp kollu.
Klassifikazzjoni Lidar
Jekk il-klassifikazzjoni ta 'lidar hija maqsuma f'sistemi, hemm prinċipalment il-kxif dirett lidar u l-iskoperta koerenti lidar. Fil-fatt, dak li semmejna fil-preżent, inkluż is-sewqan awtomatiku, robots, u lidar użati għall-istħarriġ u l-immappjar, bażikament jappartjenu għal dan it-tip ta 'sejbien dirett lidar. Xi radars speċjali, bħall-kejl tar-riħ u l-kejl tal-veloċità, ġeneralment jużaw sistema koerenti. Jekk il-klassifikazzjoni ta 'lidar hija maqsuma f'sistemi, hemm prinċipalment il-kxif dirett lidar u l-iskoperta koerenti lidar. Fil-fatt, dak li semmejna fil-preżent, inkluż is-sewqan awtomatiku, robots, u lidar użati għall-istħarriġ u l-immappjar, bażikament jappartjenu għal dan it-tip ta 'sejbien dirett lidar. Xi radars speċjali, bħall-kejl tar-riħ u l-kejl tal-veloċità, ġeneralment jużaw sistema koerenti.
Skont il-klassifikazzjoni tal-applikazzjoni, nistgħu naqsmu iktar, bħal: laser rangefinder, radar tal-immaġni tridimensjonali bil-lejżer, radar tal-kejl tal-veloċità tal-lejżer, radar tal-iskoperta atmosferika tal-lejżer, u l-bqija.
Kemm jekk huwa lidar b'linja waħda, lidar b'ħafna linji jew lidar għall-istħarriġ, bażikament nistgħu naqsmuh fil-kategorija ta 'radar tal-immaġini tridimensjonali tal-lejżer.
Radar tal-immaġini tridimensjonali bil-lejżer, fil-fatt, jeħtieġ li jikseb żewġ informazzjoni ewlenin: informazzjoni dwar id-distanza fil-mira u informazzjoni dwar l-angolu fil-mira.
Jekk niddeterminaw l-istandard tas-seduta tridimensjonali tiegħu, neħtieġu li nġibu d-distanza, l-ażimut u l-informazzjoni dwar l-angolu tal-pitch. Imbagħad aħna nikkalkulaw il-punt tridimensjonali tal-koordinat tal-mira bbażat fuq it-tliet informazzjoni tad-distanza, l-angolu tal-ażimut u l-angolu taż-żift.
B'mod ġenerali, it-teknika tal-kisba ta 'informazzjoni dwar l-angolu billi tkejjel il-encoder hija matura ħafna. Aħna aktar imħasseb dwar kif tista 'tinkiseb l-informazzjoni mill-bogħod tal-lidar.
Ir-radar tal-immaġini tridimensjonali bil-lejżer jista 'jikseb id-dejta tas-sħab tridimensjonali tal-punt tal-mira permezz ta' firxa diretta u teknoloġija ta 'kejl tal-angolu dirett, u d-dejta miksuba hija nnifisha dejta tridimensjonali. Ma teħtieġx ammont kbir ta 'kalkolu u proċessar biex tiġġenera l-immaġni tridimensjonali fil-mira, u l-laser li jvarja għandu preċiżjoni għolja ħafna.
Għalhekk, ir-radar tal-immaġini tridimensjonali bil-lejżer bħalissa huwa l-iktar sensur effiċjenti li jista 'jikseb immaġini ta' firxa kbira ta 'xeni tridimensjonali, u huwa wkoll is-senser li bħalissa jista' jikseb l-ogħla eżattezza ta 'xeni tridimensjonali.
A
Metodu li jvarja bil-lejżer
Fil-preżent, il-metodi ta 'kejl tad-distanza li normalment naraw jistgħu jinqasmu f'kategoriji wesgħin: metodu ta' ħin tat-titjira bil-lejżer (TIme of Fly, TOF) u metodu ta 'trijangolazzjoni.
Il-metodu tal-ħin tat-titjira tal-lejżer jista 'jinqasam f'żewġ kategoriji, waħda hija l-modulazzjoni tal-polz (teknoloġija li tvarja bil-polz), u l-oħra hija l-modulazzjoni tal-fażi tal-laser tal-modulazzjoni kontinwa tal-intensità tal-mewġ, li tkejjel l-informazzjoni tad-distanza permezz tad-differenza tal-fażi.
Il-frekwenzi li nistgħu naraw fis-suq, jew il-lidars b'linja waħda u b'ħafna linji, bażikament jużaw dawn it-tliet tipi ta 'metodi li jvarjaw.
A
Teknoloġija tal-polz li jvarja bil-lejżer
Il-prinċipju tat-teknoloġija li tvarja l-polz tal-lejżer huwa sempliċi ħafna: jikseb l-informazzjoni tad-distanza tal-mira billi tkejjel il-ħin tat-titjira tal-polz tal-lejżer bejn ir-radar u l-mira. Hawnhekk jintuża punt ta 'referenza, li huwa l-veloċità tad-dawl. Il-kejl kollu għandu jkollu datum. Għal-laser, hemm żewġ datums: il-veloċità u l-frekwenza (iż-żewġ datums l-iktar preċiżi), minħabba li d-datum użat għat-TOF huwa l-veloċità tat-titjira tal-laser.
Fost it-tliet metodi li jvarjaw hawn fuq, naħseb li l-iktar problema teknika diffiċli hija l-metodu tal-polz li jvarja. Iżda l-vantaġġi li ġġib huma ovvji: il-veloċità tal-kejl hija mgħaġġla ħafna. Peress li l-kejl jitwettaq minn laser b'valur tal-quċċata għoli, l-abilità tiegħu kontra l-iġġammjar hija qawwija ħafna.
L-iżvantaġġ huwa li huwa diffiċli li titjieb ir-riżoluzzjoni li tvarja u li ċ-ċirkwit ta 'sejbien huwa diffiċli. Pereżempju, jekk irridu niksbu riżoluzzjoni ta '1.5 millimetri għall-firxa tal-fażi, għandna bżonn niksbu riżoluzzjoni tal-arloġġ tal-ħin ta' 10 picoseconds, li hija ekwivalenti għal 100W bandwidth. Din hija teknika diffiċli ħafna.
A
Fażi laser
Fażijiet li jvarjaw bil-lejżer, bħal finder tal-laser komuni li jinżamm fl-idejn, juża firxa ta 'fażijiet. Prinċipalment jikseb informazzjoni fuq distanza billi tkejjel id-differenza tal-fażi ġġenerata mis-sinjal tal-lejżer kontinwu modulat bl-intensità tal-lejżer li jtir lura u lura bejn ir-radar u l-mira.
L-akbar vantaġġ ta 'din it-teknoloġija: ir-riżoluzzjoni tal-firxa hija għolja ħafna. Fil-preżent, l-apparat li jsib firxa ta 'fażi fis-suq ġenerali jista' jikseb riżoluzzjoni fuq livell millimetru.
L-iżvantaġġ huwa li l-veloċità tal-kejl hija aktar baxxa minn polz li jvarja. Wara kollox, għandna bżonn nikkalibra d-differenza tal-fażi mill-inqas għexieren jew saħansitra mijiet ta 'ċikli. Fil-fatt, huwa ekwivalenti biex itawwal il-ħin tal-kejl tiegħu fil-fażi, allura l-veloċità tal-kejl tagħha Relattivament baxxa. Barra minn hekk, il-preċiżjoni tal-kejl tagħha hija relattivament suxxettibbli għall-moviment tal-forma fil-mira. Jekk fid-dawl imkejjel, iż-żewġ miri huma flimkien, l-informazzjoni speċifika li effettivament titkejjel hija medja tad-distanza bejn iż-żewġ miri, u mhux l-informazzjoni mmirata preċedenti jew l-informazzjoni mmirata li jmiss.
Iżda f'medda ta 'polz, huwa faċli li tissepara informazzjoni bħal din. Pereżempju, għal polz tal-lejżer, jekk nistgħu niksbu wisa 'tal-polz ta' 10 nanosekondi, allura nistgħu niddistingwu mira li tkun 30 ċentimetru minn quddiem għal wara permezz ta 'eki multipli.
Huwa diffiċli li tiddistingwi dan il-metodu f'fażijiet li jvarjaw. Minħabba li fil-proċess tal-kejl, il-ħin tiegħu se jkun itwal, u l-informazzjoni dwar id-distanza miġjuba mill-moviment fil-mira tiddaħħal fil-valur imkejjel. Fil-fatt, tkejjel informazzjoni fuq distanza medja, mhux informazzjoni f'ħin reali. Iżda l-polz tal-lejżer li jvarja huwa effettivament informazzjoni f'ħin reali dwar il-pożizzjoni attwali.
Dan hu għaliex lidar għal vetturi jew robots ħafna drabi juża teknoloġija li tvarja bil-lejżer minflok teknoloġija li tvarja bil-fażi.
A
Triangulazzjoni
Kejl ta 'trijangolazzjoni tad-distanza huwa li tinkiseb informazzjoni mill-bogħod billi titkejjel il-pożizzjoni ta' l-immaġni tal-punt ta 'l-irradjazzjoni tal-lejżer fil-kamera. L-akbar vantaġġ tal-metodu ta 'triangolazzjoni huwa li d-diffikultà teknika hija baxxa, l-ispiża hija wkoll baxxa ħafna, u l-preċiżjoni li tvarja f'firxa mill-qrib hija wkoll għolja ħafna. Pereżempju, użu industrijali jista 'jikseb preċiżjoni li tvarja minn 100 mikron.
Iżda l-iżvantaġġ huwa li l-eżattezza tagħha se tiddeterjora gradwalment biż-żieda tad-distanza, u bażikament ma tistax titqabbel ma 'polz li jvarjaw u li jvarjaw fażi.
Punt ieħor, minħabba li l-kamera CMOS trid tuża lejżer kontinwu biex iddawwal b'mod sinkroniku, il-qawwa medja tagħha hija relattivament baxxa, u l-abilità tagħha kontra l-interferenza se tkun qawwija ħafna. Dan il-metodu li jvarja huwa ġeneralment adattat għal xogħol fil-viċin ta 'ġewwa, iżda mhux adattat għal Xogħol taħt sfond ta' dija ta 'barra jew sfond ta' dija ta 'ġewwa.
Kejl tad-distanza trijangolazzjoni huwa aktar adattat għal xeni b'rekwiżiti ta 'prestazzjoni baxxa bħal robots. Minbarra l-ispejjeż relattivament għoljin u d-diffikultà teknika, il-polz ivarja għandu prestazzjoni eċċellenti f'aspetti oħra. Naturalment, il-preċiżjoni li tvarja tagħha tkun kemmxejn inqas minn dik tal-fażi li tvarja. Imma dan it-tip ta 'eżattezza, skont it-teknoloġija attwali, nistgħu bażikament nilħqu l-eżattezza tal-kejl tad-distanza fl-ordni ta' ċentimetri, jew saħansitra ftit millimetri, li bażikament jistgħu jissodisfaw ir-rekwiżiti ta 'l-użu tagħna f'ħafna okkażjonijiet.
Id-direzzjoni ewlenija tagħna hija li tuża polz li jvarjaw biex nagħmlu radar b'linja waħda, inkluż radar b'ħafna linji.
A
X'inhu lidar b'linja waħda
L-lidar b'linja waħda huwa attwalment telemetru tal-lejżer bil-polz ta 'frekwenza għolja, flimkien ma' skan ta 'rotazzjoni f'dimensjoni waħda. Karatteristiċi ta 'lidar b'linja waħda:
1. Hemm mod wieħed biss biex tittrasmetti u mod wieħed kif tirċievi, l-istruttura hija relattivament sempliċi u faċli biex tużah;
2. Veloċità għolja tal-iskannjar u riżoluzzjoni angolari għolja;
3. Volum baxx, piż u konsum tal-enerġija;
4. Aktar affidabilità;
5. Spiża baxxa;
A
X'jista 'jagħmel lidar b'linja waħda?
Fil-qasam tas-sewqan awtonomu, bażikament naraw lidar b'ħafna linji, laser ta 'linja waħda
X'tista 'tagħmel ir-radar?
Kif jidher fil-figura hawn fuq, l-ewwel karozza li tipparteċipa fid-DARPA Autopilot Challenge fl-Istati Uniti hija l-karozza tal-2005 f’Stanford bl-isem ta ’Stanly. Din hija l-karozza li rebħet il-kampjonat dik is-sena. L-oħra hija l-karozza mill-Università Carnegie Mellon.
Dak iż-żmien kienu bażikament jużaw lidar b'linja waħda. Speċjalment għall-karozza tal-kompetizzjoni tal-Università ta 'Stanford, hemm ħames lidars installati eżatt hawn fuq, nistgħu naħsbuha bħala l-oriġinatur ta' lidar b'ħafna linji, iżda juża ħames lidars b'linja waħda biex tinkiseb il-Funzjoni lidar b'ħafna linji.
Wara li Velodyne nediet 64-line linear fl-2007, bosta vetturi li jsuqu waħedhom bażikament użaw il-prodotti Velodyne. Iżda dan ifisser li lidar b'linja waħda m'għandux suq fis-sewqan assistit jew awtonomu? I don gg # 39; t taħseb hekk. Minħabba li lidar b'linja waħda għandu l-karatteristiċi tiegħu, pereżempju, huwa diffiċli għal lidar b'ħafna linji li jikseb l-istess indikaturi tekniċi b'rata ta 'ripetizzjoni għolja u riżoluzzjoni angolari għolja. F'termini ta 'sejbien ta' persuni mexjin, sejbien ta 'ostakli (skoperta ta' mira żgħira), u skoperta ta 'ostakoli ta' quddiem, lejżers b'linja waħda għandhom ħafna vantaġġi fuq lidars multi-line, minħabba li radars tal-lejżer b'linja waħda jista 'jkollhom riżoluzzjoni angolari ogħla minn lidars b'ħafna linji. Dan huwa utli ħafna biex tiskopri oġġetti żgħar jew persuni mexjin. Din it-teknoloġija hija utli ħafna fir-robots intelliġenti u r-robots tas-servizz, u dan huwa wkoll qasam sħun.
Ħafna nies jistgħu jistaqsu mistoqsija, għaliex tuża lidar għad-detezzjoni tal-karreġġjata minflok kamera. Mhux gg # 39; t l-algoritmu ADAS matur ħafna? Għaliex għandi nuża lidar?
Dan minħabba li l-kamera hija partikolarment suxxettibbli għal interferenza minn dawl fl-isfond jew dawl qawwi. Pereżempju, meta nimxu fuq avenue miksija minn siġra, jekk id-dell tas-siġar jaqa 'f'postijiet u mbagħad jgħaqqad mal-linji tal-karreġġjata bajda, huwa diffiċli ħafna li wieħed jagħraf il-linji tal-karreġġjata, u l-probabbiltà ta' rikonoxximent tkun taħt dawl kumpless jew Kundizzjonijiet ta 'dawl qawwi. Il-probabbiltà tar-rikonoxximent tagħha hija ferm, baxxa ħafna, u l-algoritmu huwa kkumplikat ħafna.
Allura, x'inhuma l-benefiċċji li tuża lidar għad-detezzjoni tal-karreġġjata? L-ewwel, qed nużaw lejżers infra-aħmar, li għandhom radjazzjoni ħafna inqas fil-medda infra-aħmar minn dawl viżibbli. It-tieni, aħna se żżid filtru dojoq ħafna biex tiffiltra direttament id-dawl qawwi fl-isfond. Imbagħad aħna nużaw dawl infra-aħmar biex nindunaw. B'dan il-mod, nistgħu nibdew immaġni ta 'kwalità għolja ħafna tal-linja tal-karreġġjata, u permezz tal-iskala tal-gril tal-immaġni, huwa faċli ħafna li tiskopri l-linja tal-karreġġjata. Fi kliem ieħor, billi tuża lidar għad-detezzjoni tal-linja tal-karreġġjata, il-prestazzjoni tagħha se tkun ogħla mill-kamera.
L-applikazzjoni ta 'lidar b'linja waħda fis-sewqan assistit hija skoperta ta' persuni mexjin. Fil-fatt, din hija wkoll applikazzjoni bil-quddiem għall-prevenzjoni tal-kolliżjonijiet, li hija bażikament simili għall-prevenzjoni tal-ħabta tal-karozzi. Minħabba li r-riżoluzzjoni angolari tal-lidar b'linja waħda tista 'tkun ogħla minn dik tal-lidar b'ħafna linji, il-persuni mexjin jistgħu jiġu skoperti minn qabel f'distanza akbar, u jħalli aktar ħin ta' twissija għas-sistema ta 'kontroll jew is-sewwieq.
