Elsta skilgreiningin á lidar er LIDAR, enska er Light DeteaTIon og Ranging, kínverska sem þýðir" ljósgreining og allt"
Reyndar er nákvæmari skilgreining LADAR: LAser DetecTIon and Ranging, það er" leysir uppgötvun og allt" Þetta er skilgreining sem lögð var til árið 2004 sem er meira í samræmi við hugmyndina um lidar.
Lidar er í raun eins konar ratsjá sem vinnur í sjónbandinu (sérstakt band) og kostir þess eru mjög augljósir:
1. Mjög mikil upplausn: Lidar vinnur í sjónbandinu og tíðnin er 2 til 3 stærðargráður hærri en örbylgjuofn. Þess vegna, samanborið við örbylgjuofnsratsjá, hefur lidar ákaflega mikla sviðsupplausn, hyrnd upplausn og hraðalausn
2. Sterk getu til að trufla truflun: bylgjulengd leysir er stutt, það getur sent frá sér geislasól með mjög litlu frávikshorni (í röð μrad), fjölleiðaáhrifin eru lítil (mun ekki mynda stefnulosun og mynda margslóðaráhrif með örbylgjuofni eða millimetra bylgju), greinanleg Lítil hæð / Mjög lítil hæð;
3. Magn upplýsinga sem aflað er er ríkur: hægt er að fá beinlínis fjarlægð, horn, íhugunarstyrk, hraða og aðrar upplýsingar um markmiðið til að búa til fjölvíddarmark markmiðsins;
4. Getur unnið allan daginn: leysir virk uppgötvun, er ekki háð ytri lýsingaraðstæðum eða geislunareinkennum markmiðsins sjálfs. Það þarf aðeins að senda frá sér sinn eigin geislageisla og fá upplýsingar um miða með því að greina bergmál merkis frá geislaða geisla.
En stærsti gallinn við lidar er að það verður auðveldlega fyrir áhrifum af andrúmslofti og reyk frá vinnuumhverfinu. Það er mjög erfitt að ná vinnuumhverfi í veðri.
Lidar flokkun
Ef flokkun á lidum er skipt í kerfi eru aðallega bein uppgötvunar lidar og samhangandi uppgötvun lidar. Það sem við höfum nefnt um þessar mundir, þar með talið sjálfvirkur akstur, vélmenni og lidar sem notaðir eru við landmælingar og kortlagningu, tilheyra í grundvallaratriðum þessari tegund af beinum uppgötvunartækjum. Sumar sérstakar ratsjár, svo sem vindmæling og hraðamæling, nota venjulega heildstætt kerfi. Ef flokkun á lidum er skipt í kerfi eru aðallega bein uppgötvunar lidar og samhangandi uppgötvun lidar. Það sem við höfum nefnt um þessar mundir, þar með talið sjálfvirkur akstur, vélmenni og lidar sem notaðir eru við landmælingar og kortlagningu, tilheyra í grundvallaratriðum þessari tegund af beinum uppgötvunartækjum. Sumar sérstakar ratsjár, svo sem vindmæling og hraðamæling, nota venjulega heildstætt kerfi.
Samkvæmt umsóknarflokkuninni getum við skipt meira, svo sem: geislamælir, leysir þrívíddar myndratsjá, leysirhraðamælingar, leysir andrúmsloftsgreiningartæki o.s.frv.
Hvort sem það er eins lína lidar, fjögurra lína lid eða könnunar lid, þá getum við í grundvallaratriðum skipt því í flokk þrívíddar radar leysir.
Þriggja víddar geislamynd með leysir, í raun þarf það að afla tveggja kjarnaupplýsinga: upplýsingar um fjarlægðar miða og upplýsingar um markhorn.
Ef við ákvarðum þrívíddar sitjandi staðal, verðum við að fá upplýsingar um fjarlægð, asimut og stighæð. Síðan reiknum við út þrívíddar hnitapunkta miða miðað við þrjár upplýsingar um fjarlægð, asimuthorn og stighæð.
Almennt séð er aðferðin við að fá upplýsingar um horn með því að mæla umbreytingarmyndina mjög þroskuð. Við höfum meiri áhyggjur af því hvernig á að afla fjarlægðarupplýsinga á lidinu.
Þrívíddargeislarinn með leysir getur fengið þrívíddar skýjagögn markmiðsins með beinum sviðum og beinum mælitækni og fengin gögn eru sjálfir þrívíddargögn. Það þarf ekki mikið magn af útreikningi og vinnslu til að mynda þrívíddarmarkmiðið og leysirinn hefur mjög mikla nákvæmni.
Þess vegna er leysir þrívíddar myndratsjár nú eins og hagkvæmasti skynjarinn sem getur fengið myndir af miklu úrvali þrívíddarmynda, og er einnig skynjarinn sem nú getur fengið mesta nákvæmni þrívíddar senna.
A
Laser svið aðferð
Sem stendur er hægt að skipta fjarlægðarmælingaraðferðum sem við sjáum venjulega í breiða flokka: leysitímaflug (TIme of Fly, TOF) aðferð og þríhyrningsaðferð.
Hægt er að skipta leysitíma-á-flug aðferðinni í tvo flokka, annar er púls mótum (púls svið tækni), og hinn er fasa mótun stöðugrar leysingar bylgju mótunar með leysi, sem mælir upplýsingar um fjarlægð gegnum fasamismuninn.
Fjarlægðarmælarnir sem við getum séð á markaðnum, eða eins lína og fjögurra lína lidar, nota í grundvallaratriðum þessar þrjár gerðir af ýmsum aðferðum.
A
Laser-púls á svið tækni
Meginreglan um tækni frá leysipúlsi er mjög einföld: fáðu upplýsingar um fjarlægð markins með því að mæla flugtíma leysipúlsins milli ratsjársins og markins. Hér er notað viðmið sem er ljóshraði. Allar mælingar verða að vera með tölustaf. Fyrir leysir, það eru tvö dagatal: hraði og tíðni (tvö nákvæmustu dagatalin), vegna þess að kennileiturinn sem notaður er fyrir TOF er flughraði leysisins.
Meðal þriggja mismunandi aðferða sem nefndar eru hér að ofan tel ég að erfiðasta tæknilega vandamálið sé púlsaðferðin. En kostirnir sem það hefur í för með sér eru augljósir: Mælingarhraðinn er mjög hratt. Þar sem mælingin er framkvæmd með leysi með háa hámarksgildi er andstæðingur-jamm getu þess mjög sterk.
Ókosturinn er sá að það er erfitt að bæta úrlausnina og uppgötvunarrásin er erfið. Til dæmis, ef við viljum ná 1,5 millimetra upplausn fyrir fasa svið, verðum við að ná tímastillingu klukku 10 picosekúndur, sem jafngildir 100G bandbreidd. Þetta er mjög erfið tækni.
A
Laser fas á bilinu
Laserfasa svið, svo sem algengur handfestur leysir svið leitarvél, notar fasa svið. Það aflar aðallega fjarlægðarupplýsinga með því að mæla fasamismuninn sem myndast með styrkleiki með stöðugu bylgjuljósmerki sem flýgur fram og til baka milli ratsjársins og markins.
Stærsti kosturinn við þessa tækni: sviðsupplausnin er mjög mikil. Sem stendur getur stigasviðið á almennum markaði náð millimetra stigi upplausnar.
Ókosturinn er að mælingahraði er hægari en púls á bilinu. Þegar öllu er á botninn hvolft þurfum við að kvarða fasamun að minnsta kosti tugi eða jafnvel hundruð lotur. Reyndar jafngildir það því að lengja mælitíma sinn í áfanga, þá er mælihraði hans tiltölulega lágur. Að auki er mælingarnákvæmni þess tiltölulega næm fyrir hreyfingu miðunarforms. Ef í mældum ljósastað eru tvö markmið samhliða, sértæku upplýsingarnar sem það reyndar mæld er meðaltal fjarlægðarinnar milli markmiðanna tveggja, ekki fyrri markmiðsupplýsinga eða næstu markmiðsupplýsinga.
En í púlsi á bilinu er auðvelt að aðgreina slíkar upplýsingar. Til dæmis, fyrir laserpúls, ef við getum náð púlsbreidd 10 nanósekúndna, þá getum við greint margfeldi sem er 30 sentimetrar frá framan til aftan með mörgum bergmálum.
Erfitt er að greina þessa aðferð í stigum. Vegna þess að í mælaferlinu verður tími þess lengri og fjarlægðarupplýsingar sem miðaðar hreyfing færir inn eru mældar í gildi. Reyndar mælir það meðalupplýsingar um fjarlægð en ekki rauntímaupplýsingar. En leysirpúls á bilinu eru í raun upplýsingar í rauntíma um núverandi stöðu.
Þetta er ástæðan fyrir því að lidar fyrir ökutæki eða vélmenni nota oft laserpúls svið tækni í stað fasatækni.
A
Triangulation
Mæling þríhyrningslaga er að fá upplýsingar um fjarlægð með því að mæla myndgeymslu geislunarpunktar leysisins í myndavélinni. Stærsti kosturinn við þríhyrningsaðferðina er að tæknilegu erfiðleikarnir eru litlir, kostnaðurinn er líka mjög lítill og nákvæmni þess að vera á nærri sviðum er einnig mjög mikil. Til dæmis getur iðnaðarnotkun náð 100 míkron með allt nákvæmni.
En ókosturinn er sá að nákvæmni þess mun smám saman rýrna með aukningu á fjarlægð, og í grundvallaratriðum er ekki hægt að bera saman við púls á bilinu og fas á bilinu.
Annar punktur, vegna þess að CMOS myndavélin verður að nota samfellda leysi til að lýsa samstilltur, meðalkraftur hennar er tiltölulega lítill og truflunargeta hennar verður mjög sterk. Þessi aðferð til að vera á bilinu hentar venjulega til nærmyndarvinnu innanhúss, en er ekki hentugur fyrir vinnu undir bakgrunnsglampa eða glampandi bakgrunn.
Mæling þríhyrningslaga hentar betur fyrir senur með litlar kröfur um afköst, svo sem vélmenni. Til viðbótar við tiltölulega háan kostnað og tæknilegan vanda hefur púls á bilinu framúrskarandi árangur í öðrum þáttum. Auðvitað verður sviðsnákvæmni þess aðeins lægri en áfangasviðið. En svona nákvæmni, samkvæmt núverandi tækni, getum við í grundvallaratriðum náð fjarlægðarmælingar nákvæmni í stærðargráðu sentimetra, eða jafnvel nokkrum millimetrum, sem geta í grundvallaratriðum uppfyllt kröfur um notkun okkar í mörgum tilfellum.
Helsta stefna okkar er að nota púls á bilinu til að gera ein lína ratsjá, þar með talið marglínu ratsjá.
A
Hvað er lína lína
Ein lína lidið er í raun hátíðni púls leysir aflmælir, auk einvíddar snúningsskanna. Eiginleikar lína lítra:
1. Það er aðeins ein leið til að senda og ein leið til að taka á móti, uppbyggingin er tiltölulega einföld og auðveld í notkun;
2. Hár skannahraði og hár hyrnd upplausn;
3. Lítið magn, þyngd og orkunotkun;
4. Meiri áreiðanleiki;
5. Lágmark kostnaður;
A
Hvað getur lína lína gert?
Á sviði sjálfstæðs aksturs sjáum við í grundvallaratriðum fjöl línur lidar, eins lína leysir
Hvað getur ratsjá gert?
Eins og sést á myndinni hér að ofan, fyrsti bíllinn sem tók þátt í DARPA Autopilot Challenge í Bandaríkjunum er Stanford bíllinn 2005 sem heitir Stanly. Þetta er bíllinn sem vann meistaratitilinn það árið. Hinn er bíllinn frá Carnegie Mellon háskólanum.
Á þeim tíma voru þeir í grundvallaratriðum að nota lína lína. Sérstaklega fyrir Stanford háskóla keppnisbílinn eru fimm lokar settir upp rétt fyrir ofan, við getum hugsað um hann sem upphaf að lítalínu lidara, en hann notar fimm lína lidar til að ná multi-lína lidar virkni.
Eftir að Velodyne setti af stað 64 lína lidar árið 2007 notuðu mörg sjálfkeyrandi farartæki Velodyne vörur. En þýðir þetta að lína lítra hefur engan markað í aðstoðar eða sjálfstjórnun? Ég held ekki' held ekki. Vegna þess að eins lína lid hefur sína eiginleika, til dæmis, er erfitt fyrir fjögurra lína lid að ná sömu tæknilegu vísbendingum með háum endurtekningarhlutfalli og mikilli hyrnd upplausn. Hvað varðar uppgötvun gangandi vegfarenda, uppgötvun hindrana (greining á litlum miða) og uppgötvun hindrunar að framan, hafa einlínu leysir marga kosti umfram þriggja lína lidara, vegna þess að stakar línur geislar geta haft hærri hyrndarupplausn en lína lítra. Þetta er mjög gagnlegt til að greina litla hluti eða gangandi vegfarendur. Þessi tækni er mjög gagnleg í greindur vélmenni og þjónustu vélmenni, og þessi er einnig heitt svið.
Margir kunna að spyrja, hvers vegna nota lidar til að greina akrein í stað myndavélar. Er' ekki ADAS reikniritið mjög þroskað? Af hverju þarf ég að nota lidar?
Þetta er vegna þess að myndavélin er sérstaklega næm fyrir truflunum vegna bakgrunnsljóss eða sterku ljósi. Til dæmis, þegar við göngum á trjáklædda Avenue, ef skuggi trjánna fellur í bletti og sameinast síðan við hvítu akrein línurnar, þá er mjög erfitt að þekkja akrein línurnar og líkurnar á viðurkenningu eru undir flókinni lýsingu eða sterk ljósskilyrði. Viðurkenningar líkur þess eru mjög, mjög litlar og reikniritið er mjög flókið.
Svo, hver er ávinningurinn af því að nota lidar til að greina brautir? Í fyrsta lagi erum við að nota innrauða leysir, sem hafa miklu minni geislun í innrauða röndinni en sýnilegt ljós. Í öðru lagi munum við bæta við mjög þröngri síu til að sía sterka bakgrunnsljósið beint. Síðan notum við innrautt ljós til að greina það. Á þennan hátt getum við fengið mjög vandaða mynd af akreininni og í gegnum grágráðu myndarinnar er mjög auðvelt að greina akreinina. Með öðrum orðum, með því að nota lidar til að greina akreinalínu, verður afköst þess meiri en myndavélin.
Notkun lína lítra í aðstoðarakstri er uppgötvun gangandi vegfarenda. Reyndar er þetta einnig framvirk forvarnarforrit, sem er í grundvallaratriðum svipað og forvarnir bifreiðaárekstra. Vegna þess að hyrndarupplausn á lína líni getur verið hærri en marglaga línunnar, er hægt að greina gangandi vegfarendur fyrirfram í meiri fjarlægð, sem gefur meiri eftirlitstíma fyrir stjórnkerfið eða ökumanninn.
