Tillämpning av Lidar inom området Atmospheric Detection and Target Capture

Energibesparing och miljöskydd, nya energifordon, intelligenta fordon har blivit riktningen för Kinas bilutveckling, intelligenta fordon är främst utvecklingen av autonoma intelligenta fordon och nätverksanslutna intelligenta fordon. Autonoma intelligenta fordon och nätverksanslutna intelligenta fordon för att uppnå ovanstående funktioner kan inte realiseras endast genom att montera vanlig mikrovågsradar, för att uppnå ovanstående funktioner är LiDAR en viktig komponent i styrsystemet för det elektriska systemet för autonoma intelligenta fordon och nätverk -anslutna intelligenta fordon.

Lidar har egenskaperna för smalstrålande, liten storlek, beröringsfri mätning etc. Den kan detektera moln, aerosol, luftvindfält, luftföroreningar, temperatur- och fuktighetsförändringar och andra parametrar. Den använder optiska frekvensband för detektering, som är flera storleksordningar högre än millimetervåg, och detekteringsnoggrannheten är mer fördelaktig än mikrovågsradar. Därför har LiDAR ett bredare applikationsperspektiv inom området för atmosfärisk detektering och målfångst.

För närvarande är scannings-LIDAR som kan användas i intelligenta fordon mekanisk roterande LIDAR, mikroelektromekanisk systemavsökningsradar och fasad array LIDAR. Mekaniskt roterande LiDAR (LiDAR som sänder, tar emot och roterar på en gemensam axel) är relativt mogen för närvarande, och det finns redan obemannade konceptbilar som provar mekaniskt roterande LiDAR-enheter. Skanningsradar baserad på mikroelektromekaniska system (MEMS) tillhör för närvarande den senaste forskningen, som bygger på principen att ändra den optiska vägen genom MEMS-skanningsspeglar. Phased-array lidar realiseras genom punkt-för-punkt-skanning, dvs. ändra den optiska vägen med emissionsfasen för laserljuset som emitteras mellan flera små antenner. En ytmatris LIDAR avger en ytmatris av ljus, och huvudproblemet är det korta detektionsområdet.

I time-of-flight ToFLiDAR avger lasern ljuspulser med varaktighet τ som aktiverar den interna klockan i tidskretsen vid emissionsögonblicket. Ljuspulsen som reflekteras från målet anländer till fotodetektorn med en elektrisk utsignal som inaktiverar klockan. Denna elektroniska mätning tur och retur ToFΔt beräknar avståndet från målet till reflektionspunkten R. Om lasern och fotodetektorn i verkligheten är placerade i samma position, påverkas avståndet R av två faktorer: c är ljusets hastighet i ett vakuum, och n är brytningsindexet för fortplantningsmediet (som är nära 1 i luft). Dessa två faktorer påverkar avståndsupplösningen ΔR: om diametern på laserpunkten är större än storleken på målet som ska lösas, osäkerheten i mätningen Δt och den rumsliga bredden av pulsen w (w=cτ ) är ΔΔt. I ett typiskt LiDAR-system för bilar producerar lasern pulser med varaktigheter på cirka 4 ns, och därför är en minsta stråldivergensvinkel nödvändig.

Den mest kritiska aspekten för designern av ett LiDAR-system för bilar är valet av ljusets våglängd. De två mest populära våglängderna är 905nm och 1550nm, vilket är en komplex fråga för LiDAR för bilar på grund av de många väderförhållandena och möjligheterna till reflekterande yttyper. I verkliga miljöer är det faktiskt mindre ljusförlust vid 905nm på grund av starkare absorption vid 1550nm än vid 905nm.

Lidar-relaterade teknologialgoritmer i de traditionella nyckelmodulerna behöver fortfarande uppnå bättre lättvikt, noggrannhet, robusthet och generalisering, semantiska kartor och integration av djupinlärning har blivit en trend, och andra sensorer som kan uppnå autonom lokalisering av källan, t.ex. som djupkamera, millimetervågsradar, etc., är multi-source fusion också en het punkt i den aktuella forskningen, och Lidar-relaterad teknologi för obemannade plattformar för att uppnå utvecklingen av autonom intelligens är skyldig att ha en LIDAR-relaterad teknologi ha en långtgående inverkan på utvecklingen av obemannade plattformar för att förverkliga autonom intelligens.