Køretøjs-monteret lidar (LiDAR, Light Detection and Ranging) er et af nøgleopfattelsessystemerne i autonome køretøjer. Den måler afstanden og formen af omgivende objekter ved at udsende laserimpulser og modtage reflekterede signaler fra objekter og genererer derved et høj-præcis tre-omgivelseskort. Blandt dem er scanningsgalvanometeret en nøglekomponent i køretøjs-monteret lidar, der bruges til at styre laserstrålens retning. Det er ansvarligt for at justere scanningsvinklen for laserstrålen, så den kan dække det krævede synsfelt, og derved opnå de tre-dimensionelle punktskydata, der kræves for miljøet. Sammenlignet med kameraer og radarer kan lidar give rumlig perception i høj-opløsning under forskellige lysforhold og spiller derfor en uerstattelig rolle i udviklingen af autonom kørselsteknologi.
Optiske komponenter til automotive lidar
Laser emitter: Halvlederlasere med bølgelængder på 905nm eller 1550nm bruges normalt. Lasere med disse bølgelængder er usynlige for det menneskelige øje og har høj energi, hvilket gør dem velegnede til lang-detektion.
Optisk linse: bruges til at fokusere eller udvide laserstrålen for at sikre, at laserimpulsen kan dække det krævede synsfelt og effektivt transmitteres til målområdet.
Optisk filter (optisk filter): bruges til at bortfiltrere baggrundsstøj og kun tillade lasersignaler med specifikke bølgelængder at passere igennem for at forbedre signal-til-støjforholdet.
Fotodetektor: bruges til at modtage reflekterede lasersignaler, normalt ved hjælp af lavinefotodioder (APD) eller fotomultiplikatorrør (PMT) for at forbedre følsomheden og detektionsområdet
Princippet om scanningsgalvanometer i køretøjs-monteret lidar
Scanningsgalvanometeret drives normalt af en-højhastighedsmotor eller en piezoelektrisk aktuator for at ændre laserstrålens retning ved at styre spejlets vinkel. Galvanometeret kan opnå en række forskellige scanningstilstande, såsom lineær scanning, zigzag-scanning eller spiralscanning, for at imødekomme forskellige applikationsbehov.
1. Lineær scanning: Velegnet til progressiv scanning i vandrette og lodrette retninger, som kan generere høj-opløsnings to-dimensionelle eller tre-dimensionelle billeder.
2. Zigzag-scanning: Ved løbende at justere scanningsretningen kan et større synsfelt dækkes.
3. Spiralscanning: Anvendes til all-scanning, velegnet til 3D-modellering og panoramabilleder.
Fordele ved scanning af galvanometre
I køretøjsmonteret-lidar har scanningsgalvanometeret egenskaberne høj præcision, stærk fleksibilitet, lille størrelse, let vægt og høj pålidelighed. Den præcise vinkel- og retningskontrol af laserstrålen sikrer høj nøjagtighed og høj opløsning af detekteringsresultaterne. Det meget fleksible scanningsområde og -tilstand kan tilpasses til forskellige køremiljøer og anvendelsesscenarier. Designet til udvikling af køretøjs-monteret lidar er stramt.
Den er kompakt og kan give fremragende ydeevne uden at øge belastningen på systemet. Efter optimeret design kan den modstå forskellige barske miljøer såsom ekstreme temperaturer, vibrationer og fugtighed, hvilket sikrer den langsigtede stabilitet og holdbarhed af systemet.
Derfor er det køretøjs-monterede lidar-scanningsgalvanometer af stor betydning i hele køretøjsscanningen. Det bestemmer ikke kun synsfeltets dækning, opløsning og nøjagtighed af lidaren, men forbedrer også systemets fleksibilitet og responshastighed. Derfor skal valget af det køretøjsmonterede lidar-scanningsgalvanometer være mere opmærksomt på dets kvalitet og tekniske forhold, hvilket direkte vil påvirke den overordnede sikkerhed og effektivitet af det autonome køresystem.
