虹科自動駕駛 飛行時間原理 vs FMCW原理

2021-10-14 07:15:23 字數 1784 閱讀 3849

fmcw被認為是lidar規則的改變者——但是這項技術真的有潛力改變這個行業嗎?fmcw是否已經可以廣泛應用於感測器?為什麼大多數雷射雷達製造商更願意繼續依賴飛行時間原理?

無論是掃瞄、旋轉還是閃光技術,所有的雷射雷達感測器都有乙個共同點:它們通過光束來探測周圍環境。但是測量距離的原理有所不同。其中兩個最著名的原理是飛行時間原理(tof)和調頻連續波原理(fmcw)。

飛行時間原理通過發射雷射脈衝來測量感測器到物體的距離。雷射脈衝是指在短時間間隔內乙個接乙個地發射多個準直光脈衝。它們被物體反射,並被探測器再次收集。計算發射雷射脈衝和接收雷射脈衝所需的時間,得到感測器到物體的距離。

這一原理是最常用的測距方法。這種方法測量出來的資料可靠性很高。可以用廉價的雷射源來實現。然而,tof也有一些侷限性。例如,為了探測到更遠的距離,雷射準直超過最大值,由於人眼安全規定,高準直脈衝的發射功率受到嚴格限制。解決這一問題的方法有很多:例如,使用尺寸特別大的mems發射鏡(如虹科固態雷射雷達中使用的mems反射鏡)定製化設計lidar感測器。這樣也能使得採用飛行時間原理的感測器能夠測量遠距離物體,因此,這仍然是許多雷射雷達感測器製造商的首選測量方法。

為了規避高峰值雷射脈衝所帶來的挑戰,也可以採用調頻連續波原理測距。通過頻率調製來測量到物體的距離。但是頻率調製是什麼意思呢?也就是指,發射的雷射束被反覆調製和「啁啾」,訊號的頻率一次又一次改變。雷射束擊中乙個物體,反射後光的頻率會發生改變,反射光返回到檢測器與發射時的頻率相比,根據兩頻率之間的差值,從而計算出物體的位置資訊,且該值與距離成比例。如果這個物體在移動,結合都卜勒效應,可以計算出物體的運動速度。

飛行時間原理可以測量物體迎面而來的的速度,但不像fmcw那樣直接測量。tof原理只能利用記錄的資料點來測量感測器與物體之間的距離,因此物體的速度必須通過多次測量的結果來計算。發射多個脈衝,根據物體和感測器之間的距離變化以及脈衝頻率變化可以計算出速度。

如果光是相干發射的,如在頻率調製中,它當然也必須被連續檢測到。fmcw使用相干探測器,因為只有特定發射的相干光需要過濾和記錄,所以這種探測器非常靈敏。靈敏度的提高也意味著資料不受其他光的影響。因此,fmcw具有良好的訊雜比,並且能夠探測到遠距離的弱反射物體。然而,飛行時間測距原理在這方面也不遜色,同軸設計使得只有以與發出光完全相同的角度返回探測器的雷射脈衝才會**獲。通過這種設計,陽光和其他雷射雷達感測器的訊號就被過濾掉了。

那麼,調頻連續波測距原理更好嗎?這種說法太籠統了。這兩種方法各有優缺點。飛行時間與fmcw相比,乙個顯著優勢是其發展成熟。飛行時間原理已成功應用於雷射雷達感測器多年。而fmcw仍處於起步階段,這項技術很複雜,目前仍然非常昂貴,因為其對於雷射源要求較高。對於汽車行業來說,雷射雷達感測器的**整體來說較為昂貴,可量產是當前面臨的重要問題。因此,fmcw模組必須要比tof雷射探測器模組的**便宜得多,fmcw原理才會得到更廣泛的應用。隨著技術的發展,在單個晶元上整合fmcw是可能的,從長遠來看,這項技術非常具有吸引力。畢竟,除了**之外,減小雷射雷達體積尺寸是所有雷射雷達製造商都在努力的方向。

虹科自動駕駛 在點雲中定義分割槽的應用場景

我們經常說雷射雷達的應用領域非常廣泛。那麼實際上這些應用是什麼樣子的呢?基於乙個演算法,我們提出了五種不同的應用。雷射雷達資料以點雲的形式表示,每個點包含大量資訊,構成了精確的3d環境影象。然後,使用演算法對這些點雲資料進行評估,並為具體應用獲取有意義的資訊。通過演算法可以定義識別乙個特定區域,本文...

自動駕駛汽車與自動駕駛網路

談到自動駕駛網路很容易讓人聯想到自動駕駛汽車,恰好讀到google的工程師用自動駕駛汽車和自動駕駛網路做的乙個模擬,感覺很有道理的樣子,記錄並分享一下 開發一輛自動駕駛汽車所需要的 1 一輛比較現代的車 2 各式各樣的感測器 效能強大的計算機 ai軟體。3 大量的訓練和測試。類似地,開發自動駕駛網路...

自動駕駛相關

計畫 2021年1月10號前,查資料,了解相關資訊 學習目標 1 路徑規劃,有地圖的基礎上,起點到終點的路徑規劃 2 路徑規劃的技術上,避障等如何實現 自動駕駛工程師,谷歌認證機器學習專家,蘭州大學無人駕駛團隊創始人,主攻深度學習,無人駕駛汽車方向。學習資料記錄 優達學城 學習筆記 20200102...