Типы лидаров
Принципы измерения расстояния с помощью лидара включают триангуляцию, фазовый метод, импульсный метод измерения времени пролета (TOF) и метод частотно-модулированной непрерывной волны (FMCW).Триангуляция: Используя принцип треугольной геометрии, расстояние до цели рассчитывается путем измерения смещения рассеянного света на поверхности изображения приемника. Этот метод прост, недорог и обладает высокой точностью на малых расстояниях.
Фазовый метод: Измерение расстояния осуществляется путем измерения фазы эхо-сигнала и сравнения ее с фазой передаваемого сигнала или с помощью арифметических вычислений. Однако он не обеспечивает одновременно измерение на больших расстояниях и высокую точность.
Частотно-модулированная непрерывная волна (FMCW) также считается одним из лучших решений для твердотельных лидаров благодаря большой дальности обнаружения, возможности получения информации о скорости объектов, сверхвысокому разрешению и возможности создания бесперебойной и истинно твердотельной структуры.
Технология измерения времени пролета (TOF) более зрелая и широко используемая в зависимости от метода сканирования и внутренней структуры, и может быть разделена на:
Механические лидары
Передатчик и приемник вращаются на 360° с помощью электродвигателей. Множество лазерных лучей расположены в вертикальном направлении, а передающий модуль излучает лазерные линии с определенной частотой для обеспечения динамического сканирования путем непрерывного вращения передающей головки. Максимальное количество лучей в настоящее время составляет до 128 линий.
Гибридные твердотельные лидары
Классификация по режиму сканирования:
- Вращение многогранной призмы
Приемопередающий модуль остается неподвижным, а двигатель отражает луч в определенную область пространства, одновременно приводя в движение вращающееся зеркало для осуществления сканирования.
-
Микровибрационный тип MEMS
Микровибрационные зеркала MEMS интегрированы на кремниевом чипе, и зеркала подвешены между парой торсионных стержней с определенной частотой гармоник, а вращающиеся микровибрационные зеркала отражают свет от лазера для осуществления сканирования. Однако, из-за проблем с усталостью материала подвесных балок микровибрационного типа MEMS, зеркала больших размеров не проходят испытания на ударопрочность, вибрацию, высокие и низкие температуры и другие автомобильные испытания, что приводит к нестабильному сроку службы.
-
Клиновидное зеркало
Метод неповторяющегося сканирования, с увеличением времени сканирования охват поля зрения может приближаться к 100%. Однако, несмотря на высокую скорость, устройство легко подвержено повреждениям, имеет короткий срок службы, низкую надежность, а неповторяющийся метод сканирования не способствует интеграции с алгоритмами автоматического управления.
-
Механический осциллятор + вращающееся зеркало
Для уменьшения размеров лидара и достижения высокоточного сканирования несколькими лучами используются механические зеркала для обеспечения вертикального углового сканирования.
