Trenutno za vožnjo brez posadke na ravni L4 in L5 široko uporabljajo integrirane rešitve lidarja, laserskega skenerja, milimetrskega radarja in senzorja vida, da bi dosegli namen varnostne odvečnosti. Vsak od treh senzorskih senzorjev ima svoje edinstvene prednosti. Med njimi ima lidar značilnosti dolge razdalje zaznavanja, visoke natančnosti zaznavanja in močne zanesljivosti. V primerjavi s senzorji milimetrskih valov ima lidar visoko ločljivost in ni občutljiv na ciljne oblike in materiale. prednost. Zato se lidar šteje tudi za potrebno senzorsko napravo za vožnjo brez posadke.
Vozniški sistemi brez posadke L4 in L5 običajno zahtevajo, da je lidar opremljen z zaznavanjem velikega vidnega polja na dolge razdalje, da se zagotovi zaznavanje okolja vozila' sistem za zaznavanje okolja lahko še vedno ohranja natančno zaznavanje, tudi če vozilo teče na visoke hitrosti, zagotavljanje varnosti vožnje, prav tako je treba sprejeti predpise za vozila TS16949 in certifikat o varnosti človeških oči, tako da ima vrednost opremljenosti s serijsko izdelanimi vozili.
Zato se zasnova in razvoj lidarja, nameščenega na vozilu, v bistvu vrti okoli tega cilja.
Lidar, nameščen na vozilu, je običajno sestavljen iz dveh delov: modula za merjenje in modula za skeniranje, obstaja pa tudi veliko ustreznih tehničnih poti.
Izbor tehnologije Lidar:
Trenutno obstajajo tri glavna načela merjenja, med katerimi so: metoda trikotnega merjenja, metoda PTOF merjenja in metoda AMCW (amplitudno modulirani neprekinjeni val).
Triangulacija
Metoda triangulacije temelji na principu geometrije trikotnika, na izmerjeni objekt se zadene vir svetlobe, razdalja merjenega predmeta pa se izračuna z merjenjem slikovnega položaja odbite svetlobe v območju ali detektorja linearnega polja. Glavni diagram je naslednji:
Prednosti metode triangulacije so zelo vidne, načelo je preprosto in stroški nizki. Za merjenje razdalje so potrebni le navadni laserski oddajniki in linearni CCD detektorji, natančnost zaznavanja pa je na kratkih razdaljah velika. Zato imajo takšni senzorji običajno veliko aplikacij v pometajočih robotih. Poleg tega lahko binokularni vid in strukturirano svetlobno razdaljo povzamemo kot načelo triangulacije.
Zaradi metode triangulacije pri zaznavanju na velike razdalje se bo napaka zaznavanja geometrično povečala, v primeru neposredne sončne svetlobe pa je odsevna svetlobna pika običajno potopljena v sončno svetlobo, zaradi česar detektor ne more odvzeti reflektirane svetlobne pege in zaradi česar instrument odpove. To je usodna napaka metode triangulacije v postopku zaznavanja na dolge razdalje.
Metoda določanja PTOF
Bistveno načelo PTOF je udariti snop laserske svetlobe z zelo kratkim časom na objekt zaznavanja. Z neposrednim merjenjem časa letenja laserskega sevanja, zadetkom predmeta zaznavanja in vrnitvijo v detektor se obrne razdalja med detektorjem in objektom, ki ga je treba izmeriti.
Zaradi izjemno hitre svetlobne hitrosti leta ta rešitev zahteva zelo fino časovno vezje (običajno raven ps, 1 ps=10 ^ -3 ns) in zelo ozko impulzno širino laserja (običajno ns raven), zato razvoj težavnost in prag sta velika, vendar lahko lidar, ki na splošno sprejme načelo PTOF, običajno doseže domet zaznavanja 100 metrov.
Metoda merjenja AMCW (Amplitude Modulation Continuous Wave)
Čas leta svetlobe je izjemno hiter in težko je neposredno izmeriti čas letenja fotonov. Ali je mogoče s pomočjo nekaterih posrednih metod pridobiti čas letenja? Tipična metoda je AMCW.
AMCW modulira jakost svetlobnega vala (na primer sinusni ali trikotni val itd.), Tako da svetlobni val tvori fazno razliko na valovni obliki svetlobne intenzivnosti, ko se projicira na objekt, nato pa se vrne v detektor. Potem lahko fazno razliko merimo posredno. Čas leta svetlobe in s tem razdalja leta se obrne.
Na splošno je lažje izmeriti fazno razliko kot neposredno meriti čas leta in je lažje razviti. Zato so stroški lidarja na osnovi AMCW nekoliko nižji od stroškov radarja PTOF, njegova edinstvena metoda zaznavanja pa je bolj primerna za izvedbo polprevodniškega skeniranja FLASH. Za razliko od PTOF, ker AMCW sprejema neprekinjeno modulacijo svetlobnega vala, med zaznavanjem na velike razdalje potrebuje večjo optično moč, zlasti na razdalji zaznavanja 100 metrov, obstajajo skrite nevarnosti za varnost človeškega očesa, ki očitno ne morejo sprejeti predpisov o vozilu.
Vse tri rešitve imajo svoje prednosti in slabosti. Zgoraj omenjene tri različne metode smo povzeli in primerjali tako, da smo za izbirne dimenzije vzeli pet temeljnih zmogljivosti, ki so potrebne za lidar vozila:
