Primjena Lidara u oblasti detekcije atmosfere i hvatanja ciljeva

Ušteda energije i zaštita životne sredine, nova energetska vozila, inteligentna vozila postala su pravac razvoja kineskog automobila, inteligentna vozila su uglavnom razvoj autonomnih inteligentnih vozila i inteligentnih vozila povezanih na mrežu. Autonomna inteligentna vozila i mrežno povezana inteligentna vozila za postizanje gore navedenih funkcija ne mogu se realizirati samo sastavljanjem običnog mikrovalnog radara, da bi se postigle navedene funkcije, LiDAR je bitna komponenta u sustavu upravljanja električnim sustavom autonomnih inteligentnih vozila i mreže -povezana inteligentna vozila.

Lidar ima karakteristike uskog snopa, male veličine, beskontaktnog mjerenja itd. Može detektirati oblak, aerosol, polje vjetra, zagađivače zraka, promjene temperature i vlažnosti i druge parametre. Za detekciju koristi optički frekvencijski opseg, koji je nekoliko redova veličine veći od milimetarskog talasa, a tačnost detekcije je povoljnija od mikrovalnog radara. Stoga, LiDAR ima širu perspektivu primjene u području detekcije atmosfere i hvatanja ciljeva.

Trenutno, skenirajući LIDAR koji se može koristiti u inteligentnim vozilima su mehanički rotirajući LIDAR, mikroelektromehanički sistem skenirajući radar i LIDAR s faznom rešetkom. Mehanički rotirajući LiDAR (LiDAR koji prenosi, prima i rotira na zajedničkoj osi) je trenutno relativno zreo, a već postoje konceptni automobili bez posade koji pokušavaju mehaničke rotirajuće LiDAR uređaje. Skenirajući radar zasnovan na mikroelektromehaničkim sistemima (MEMS) trenutno spada u najsavremenija istraživanja koja se zasnivaju na principu promene optičke putanje kroz MEMS ogledala za skeniranje. Lidar sa faznim nizom se realizuje skeniranjem tačka-po-tačku, odnosno promenom optičke putanje fazom emitovanja laserske svetlosti koja se emituje između više malih antena. LIDAR s površinskim nizom emituje površinski niz svjetlosti, a glavni problem je mali domet detekcije.

U ToFLiDAR-u za vreme leta, laser emituje svetlosne impulse trajanja τ koji aktiviraju unutrašnji sat vremenskog kola u trenutku emisije. Svjetlosni impuls reflektiran od mete stiže do fotodetektora s izlaznim električnim signalom koji onemogućuje sat. Ovo elektronsko mjerenje povratno ToFΔt izračunava udaljenost od mete do točke refleksije R. Ako su u stvarnosti laser i fotodetektor smješteni na istoj poziciji, na udaljenost R utiču dva faktora: c je brzina svjetlosti u vakuum, a n je indeks prelamanja medija za širenje (koji je blizu 1 u vazduhu). Ova dva faktora utiču na rezoluciju udaljenosti ΔR: ako je prečnik laserske tačke veći od veličine mete koju treba razlučiti, nesigurnost u merenju Δt i prostorna širina impulsa w (w=cτ ) je ΔΔt. U tipičnom automobilskom LiDAR sistemu, laser proizvodi impulse u trajanju od oko 4 ns, pa je stoga neophodan minimalni ugao divergencije snopa.

Najkritičniji aspekt za dizajnera automobilskog LiDAR sistema je odabir talasne dužine svetlosti. Dve najpopularnije talasne dužine su 905nm i 1550nm, što je kompleksno pitanje za automobilski LiDAR zbog brojnih vremenskih uslova i mogućnosti reflektujuće površine. U stvarnom okruženju, zapravo postoji manji gubitak svjetlosti na 905nm zbog jače apsorpcije na 1550nm nego na 905nm.

Algoritmi tehnologije vezani za lidar u tradicionalnim ključnim modulima i dalje moraju postići bolju laganu težinu, točnost, robusnost i generalizaciju, semantičke mape i integracija dubokog učenja postali su trend, a ostali senzori koji mogu postići autonomnu lokalizaciju izvora, kao što su kao dubinska kamera, radar milimetarskih talasa, itd., fuzija više izvora je također žarište trenutnog istraživanja, a tehnologija vezana za Lidar za bespilotne platforme za postizanje razvoja autonomne inteligencije sigurno će imati tehnologiju koja se odnosi na LIDAR imaju dalekosežan uticaj na razvoj bespilotnih platformi za realizaciju autonomne inteligencije.