Fahrzeugmontiertes Lidar (LiDAR, Light Detection and Ranging) ist eines der wichtigsten Wahrnehmungssysteme in autonomen Fahrzeugen. Es misst die Entfernung und Form umgebender Objekte, indem es Laserimpulse aussendet und reflektierte Signale von Objekten empfängt und so eine hochpräzise dreidimensionale Umgebungskarte erstellt. Unter ihnen ist das Scanning-Galvanometer eine Schlüsselkomponente im fahrzeugmontierten Lidar, der zur Steuerung der Richtung des Laserstrahls verwendet wird. Es ist dafür verantwortlich, den Scanwinkel des Laserstrahls so anzupassen, dass er das erforderliche Sichtfeld abdecken kann, um so die für die Umgebung erforderlichen dreidimensionalen Punktwolkendaten zu erhalten. Im Vergleich zu Kameras und Radargeräten kann Lidar hochauflösende räumliche Wahrnehmungsmöglichkeiten unter verschiedenen Lichtverhältnissen bieten und spielt daher eine unersetzliche Rolle bei der Entwicklung autonomer Fahrtechnologien.
Optische Komponenten für Automotive-Lidar
Laserstrahler: Üblicherweise werden Halbleiterlaser mit Wellenlängen von 905 nm oder 1550 nm verwendet. Laser mit diesen Wellenlängen sind für das menschliche Auge unsichtbar und haben eine hohe Energie, wodurch sie für die Erkennung über große Entfernungen geeignet sind.
Optische Linse: Wird zum Fokussieren oder Aufweiten des Laserstrahls verwendet, um sicherzustellen, dass der Laserimpuls das erforderliche Sichtfeld abdecken und effektiv auf den Zielbereich übertragen werden kann.
Optischer Filter (optischer Filter): Wird verwendet, um Hintergrundgeräusche herauszufiltern und nur Lasersignale bestimmter Wellenlängen durchzulassen, um das Signal-zu-Rauschverhältnis zu verbessern.
Fotodetektor: Wird zum Empfang reflektierter Lasersignale verwendet, normalerweise unter Verwendung von Lawinenfotodioden (APD) oder Fotovervielfacherröhren (PMT), um die Empfindlichkeit und den Erfassungsbereich zu verbessern
Das Prinzip des Scan-Galvanometers im fahrzeugmontierten Lidar
Das Scan-Galvanometer wird normalerweise von einem Hochgeschwindigkeitsmotor oder einem piezoelektrischen Aktuator angetrieben, um die Richtung des Laserstrahls durch Steuerung des Spiegelwinkels zu ändern. Das Galvanometer kann eine Vielzahl von Scanmodi erreichen, wie z. B. lineares Scannen, Zickzack-Scannen oder spiralförmiges Scannen, um unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.
1. Lineares Scannen: Geeignet für progressives Scannen in horizontaler und vertikaler Richtung, wodurch hochauflösende zwei-oder dreidimensionale Bilder erzeugt werden können.
2. Zick-Zack-Scannen: Durch stufenlose Anpassung der Scanrichtung kann ein größeres Sichtfeld abgedeckt werden.
3. Spiralscannen: Wird für das Rundum-Scannen verwendet und eignet sich für 3D-Modellierung und Panoramabilder.
Vorteile von Scangalvanometern
In fahrzeugmontierten Lidar-Geräten zeichnet sich das Scan-Galvanometer durch hohe Präzision, große Flexibilität, geringe Größe, geringes Gewicht und hohe Zuverlässigkeit aus. Die präzise Winkel- und Richtungssteuerung des Laserstrahls gewährleistet eine hohe Genauigkeit und hohe Auflösung der Detektionsergebnisse. Der hochflexible Scanbereich und -modus kann an unterschiedliche Fahrumgebungen und Anwendungsszenarien angepasst werden. Der Entwurf für die Entwicklung von fahrzeugmontierten Lidars ist eng.
Es ist kompakt und kann eine hervorragende Leistung bieten, ohne das System stärker zu belasten. Nach einem optimierten Design hält es verschiedenen rauen Umgebungen wie extremen Temperaturen, Vibrationen und Feuchtigkeit stand und gewährleistet so die langfristige Stabilität und Haltbarkeit des Systems.
Daher ist das am Fahrzeug montierte Lidar-Scanning-Galvanometer für das gesamte Fahrzeugscannen von großer Bedeutung. Es bestimmt nicht nur die Sichtfeldabdeckung, Auflösung und Genauigkeit des Lidars, sondern verbessert auch die Flexibilität und Reaktionsgeschwindigkeit des Systems. Daher muss bei der Auswahl des am Fahrzeug montierten Lidar-Scanning-Galvanometers mehr auf dessen Qualität und technischen Zustand geachtet werden, was sich direkt auf die Gesamtsicherheit und Effizienz des autonomen Fahrsystems auswirkt.
