대기 탐지 및 표적 포착 분야의 Lidar 적용

에너지 절약 및 환경 보호, 신에너지 차량, 지능형 차량은 중국 자동차 개발의 방향이 되었으며, 지능형 차량은 주로 자율 지능형 차량 및 네트워크 연결 지능형 차량의 개발입니다. 위의 기능을 달성하기 위한 자율 지능형 차량 및 네트워크 연결 지능형 차량은 일반 마이크로파 레이더를 조립하는 것만으로는 실현할 수 없습니다. 위의 기능을 달성하기 위해 LiDAR는 자율 지능형 차량 및 네트워크의 전기 시스템 제어 시스템의 필수 구성 요소입니다. -연결된 지능형 차량.

Lidar는 좁은 빔, 작은 크기, 비접촉 측정 등의 특성을 가지고 있습니다. 구름, 에어로졸, 공기 바람 장, 대기 오염 물질, 온도 및 습도 변화 및 기타 매개변수를 감지할 수 있습니다. 탐지를 위해 밀리미터파보다 몇 배 더 높은 광주파수 대역을 사용하며 탐지 정확도는 마이크로파 레이더보다 유리합니다. 따라서 LiDAR는 대기 탐지 및 표적 포착 분야에서 더 넓은 적용 가능성을 가지고 있습니다.

현재 지능형 차량에 사용할 수 있는 스캐닝 LIDAR에는 기계식 회전 LIDAR, 미세 전자 기계 시스템 스캐닝 레이더 및 위상 배열 LIDAR가 있습니다. 기계식 회전 LiDAR(공통 축에서 전송, 수신 및 회전하는 LiDAR)는 현재 상대적으로 성숙되었으며, 기계식 회전 LiDAR 장치를 시도하는 무인 컨셉 자동차가 이미 있습니다. MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 기반 스캐닝 레이더는 현재 MEMS 스캐닝 미러를 통해 광학 경로를 변경하는 원리를 기반으로 하는 최첨단 연구에 속합니다. 위상 배열 라이더는 점별 스캐닝, 즉 여러 개의 소형 안테나 사이에서 방출되는 레이저 광의 방출 위상에 따라 광 경로를 변경함으로써 구현됩니다. 표면 배열 LIDAR는 표면 배열의 빛을 방출하는데, 가장 큰 문제는 감지 범위가 짧다는 것입니다.

비행 시간 ToFLiDAR에서 레이저는 방출 순간에 타이밍 회로의 내부 시계를 활성화하는 지속 시간 τ의 광 펄스를 방출합니다. 대상에서 반사된 광 펄스는 시계를 비활성화하는 출력 전기 신호와 함께 광검출기에 도달합니다. 이 전자 측정 왕복 ToFΔt는 대상에서 반사 지점 R까지의 거리를 계산합니다. 실제로 레이저와 광검출기가 동일한 위치에 있는 경우 거리 R은 두 가지 요소의 영향을 받습니다. c는 빛의 속도입니다. n은 전파 매체의 굴절률(공기 중에서는 1에 가깝습니다)입니다. 이 두 가지 요소는 거리 분해능 ΔR에 영향을 미칩니다. 레이저 도트의 직경이 분해할 대상의 크기보다 큰 경우 측정의 불확실성 Δt와 펄스의 공간 폭 w(w= cτ) )는 ΔΔt이다. 일반적인 자동차 LiDAR 시스템에서 레이저는 약 4ns 지속 시간의 펄스를 생성하므로 최소 빔 발산 각도가 필요합니다.

자동차 LiDAR 시스템 설계자에게 가장 중요한 측면은 빛의 파장을 선택하는 것입니다. 가장 널리 사용되는 두 가지 파장은 905nm와 1550nm입니다. 이는 수많은 기후 조건과 반사 표면 유형 가능성으로 인해 자동차 LiDAR에 복잡한 문제입니다. 실제 환경에서는 905nm보다 1550nm의 흡수가 더 강하기 때문에 실제로 905nm에서 빛 손실이 더 적습니다.

기존 핵심 모듈의 LiDAR 관련 기술 알고리즘은 여전히 ​​더 나은 경량화, 정확성, 견고성 및 일반화를 달성해야 하며, 의미론적 맵과 딥 러닝의 통합이 추세가 되었으며, 소스의 자율 위치 파악을 달성할 수 있는 기타 센서도 있습니다. 심도 카메라, 밀리미터파 레이더 등 다중 소스 융합도 현재 연구의 핫스팟이며, 자율 지능 개발을 달성하기 위한 무인 플랫폼용 LiDAR 관련 기술은 LIDAR 관련 기술을 보유하게 될 것입니다. 자율지능 실현을 위한 무인플랫폼 개발에 지대한 영향을 미치고 있다.