Anvendelse av Lidar innen atmosfærisk deteksjon og målfangst

Energisparing og miljøvern, nye energikjøretøyer, intelligente kjøretøy har blitt retningen for Kinas bilutvikling, intelligente kjøretøy er hovedsakelig utvikling av autonome intelligente kjøretøyer og nettverkstilkoblede intelligente kjøretøyer. Autonome intelligente kjøretøy og nettverkstilkoblede intelligente kjøretøy for å oppnå ovennevnte funksjoner kan ikke realiseres bare ved å sette sammen vanlig mikrobølgeradar, for å oppnå ovennevnte funksjoner, er LiDAR en viktig komponent i kontrollsystemet til det elektriske systemet til autonome intelligente kjøretøyer og nettverk -koblede intelligente kjøretøy.

Lidar har egenskapene til smal stråle, liten størrelse, berøringsfri måling, etc. Den kan oppdage skyer, aerosol, luftvindfelt, luftforurensninger, temperatur- og fuktighetsendringer og andre parametere. Den bruker optisk frekvensbånd for deteksjon, som er flere størrelsesordener høyere enn millimeterbølge, og deteksjonsnøyaktigheten er mer fordelaktig enn mikrobølgeradar. Derfor har LiDAR et bredere bruksprospekt innen atmosfærisk deteksjon og målfangst.

For øyeblikket er skannings-LIDAR som kan brukes i intelligente kjøretøy mekanisk roterende LIDAR, mikroelektromekanisk systemskanningsradar og phased array LIDAR. Mekanisk roterende LiDAR (LiDAR som sender, mottar og roterer på en felles akse) er relativt moden for tiden, og det er allerede ubemannede konseptbiler som prøver mekanisk roterende LiDAR-enheter. Skanneradar basert på mikroelektromekaniske systemer (MEMS) tilhører i dag den nyeste forskningen, som er basert på prinsippet om å endre den optiske banen gjennom MEMS-skannespeil. Phased-array lidar realiseres ved punkt-for-punkt skanning, dvs. endre den optiske banen med emisjonsfasen til laserlyset som sendes ut mellom flere små antenner. En overflate-array LIDAR sender ut en overflate-array av lys, og hovedproblemet er det korte deteksjonsområdet.

I time-of-flight ToFLiDAR sender laseren ut lyspulser med varighet τ som aktiverer den interne klokken til tidskretsen ved emisjonsøyeblikket. Lyspulsen som reflekteres fra målet kommer til fotodetektoren med et elektrisk utgangssignal som deaktiverer klokken. Denne elektroniske målingen tur-retur ToFΔt beregner avstanden fra målet til refleksjonspunktet R. Hvis laseren og fotodetektoren i virkeligheten er plassert i samme posisjon, påvirkes avstanden R av to faktorer: c er lysets hastighet i et vakuum, og n er brytningsindeksen til forplantningsmediet (som er nær 1 i luft). Disse to faktorene påvirker avstandsoppløsningen ΔR: hvis diameteren til laserprikken er større enn størrelsen på målet som skal løses, usikkerheten i målingen Δt og den romlige bredden til pulsen w (w=cτ ) er ΔΔt. I et typisk LiDAR-system for biler produserer laseren pulser med varighet på omtrent 4 ns, og derfor er en minimumsstråledivergensvinkel nødvendig.

Det mest kritiske aspektet for designeren av et LiDAR-system for biler er valget av bølgelengden til lyset. De to mest populære bølgelengdene er 905nm og 1550nm, som er et komplekst problem for LiDAR for biler på grunn av de mange værforholdene og mulighetene for reflekterende overflatetyper. I virkelige miljøer er det faktisk mindre lystap ved 905nm på grunn av sterkere absorpsjon ved 1550nm enn ved 905nm.

Lidar-relaterte teknologialgoritmer i de tradisjonelle nøkkelmodulene trenger fortsatt å oppnå bedre lettvekt, nøyaktighet, robusthet og generalisering, semantiske kart og integrering av dyp læring har blitt en trend, og andre sensorer som kan oppnå autonom lokalisering av kilden, som f.eks. som dybdekamera, millimeterbølgeradar, etc., er multi-kildefusjon også et hot spot i den nåværende forskningen, og Lidar-relatert teknologi for ubemannede plattformer for å oppnå utvikling av autonom intelligens er nødt til å ha en LIDAR-relatert teknologi vil ha en vidtrekkende innvirkning på utviklingen av ubemannede plattformer for å realisere autonom etterretning.