Lidar-vgrajen v vozilo (LiDAR, Light Detection and Ranging) je eden ključnih sistemov zaznavanja v avtonomnih vozilih. Meri razdaljo in obliko okoliških predmetov z oddajanjem laserskih impulzov in sprejemanjem odbitih signalov od predmetov, s čimer ustvari visoko{2}}natančen tri-dimenzionalni zemljevid okolja. Med njimi je skenirni galvanometer ključna komponenta lidarja-vgrajenega v vozilo, ki se uporablja za nadzor smeri laserskega žarka. Odgovoren je za prilagajanje kota skeniranja laserskega žarka, tako da lahko pokrije zahtevano vidno polje, s čimer pridobi tri{7}}dimenzionalne podatke o oblaku točk, potrebne za okolje. V primerjavi s kamerami in radarji lahko lidar zagotovi visoko{9}}zmožnosti prostorskega zaznavanja v različnih svetlobnih pogojih in ima zato nenadomestljivo vlogo pri razvoju tehnologije avtonomne vožnje.
Optične komponente za avtomobilski lidar
Laserski oddajnik: Običajno se uporabljajo polprevodniški laserji z valovno dolžino 905 nm ali 1550 nm. Laserji s temi valovnimi dolžinami so nevidni človeškemu očesu in imajo visoko energijo, zaradi česar so primerni za-zaznavanje na velike razdalje.
Optična leča: uporablja se za fokusiranje ali razširitev laserskega žarka, da zagotovi, da lahko laserski impulz pokrije zahtevano vidno polje in se učinkovito prenese na ciljno območje.
Optični filter (optični filter): uporablja se za filtriranje hrupa v ozadju in omogoča prehod samo laserskim signalom določenih valovnih dolžin, da se izboljša razmerje med signalom-in-šumom.
Fotodetektor: uporablja se za sprejem odbitih laserskih signalov, običajno z uporabo lavinskih fotodiod (APD) ali fotopomnoževalnih cevi (PMT) za izboljšanje občutljivosti in dosega zaznavanja
Načelo vrtljivega galvanometra v lidarju-vgrajenem v vozilo
Skenirni galvanometer običajno poganja-motor z visoko hitrostjo ali piezoelektrični aktuator za spreminjanje smeri laserskega žarka z nadzorovanjem kota zrcala. Galvanometer lahko doseže različne načine skeniranja, kot so linearno skeniranje, cik-cak skeniranje ali spiralno skeniranje, da zadovolji različne potrebe uporabe.
1. Linearno skeniranje: Primerno za progresivno skeniranje v vodoravni in navpični smeri, ki lahko ustvari visoko{1}}ločljivostne dvo-ali tri-dimenzionalne slike.
2. Cik-cak skeniranje: Z nenehnim prilagajanjem smeri skeniranja je mogoče pokriti večje vidno polje.
3. Spiralno skeniranje: uporablja se za-vsestransko skeniranje, primerno za 3D modeliranje in panoramsko slikanje.
Prednosti vrstičnih galvanometrov
Pri lidarju,-vgrajenem v vozilo, ima skenirni galvanometer značilnosti visoke natančnosti, velike prilagodljivosti, majhnosti, majhne teže in visoke zanesljivosti. Natančna kontrola kota in smeri laserskega žarka zagotavlja visoko natančnost in visoko ločljivost rezultatov detekcije. Zelo prilagodljiv obseg in način skeniranja se lahko prilagodita različnim voznim okoljem in scenarijem uporabe. Zasnova za razvoj lidarja,-vgrajenega v vozilo, je tesna.
Je kompakten in lahko zagotovi odlično delovanje, ne da bi povečal obremenitev sistema. Po optimizirani zasnovi lahko prenese različna težka okolja, kot so ekstremne temperature, tresljaji in vlaga, kar zagotavlja dolgoročno-stabilnost in vzdržljivost sistema.
Zato je v-vozilni skenirni galvanometer lidar zelo pomemben pri celotnem skeniranju vozila. Ne le določa pokritost vidnega polja, ločljivost in natančnost lidarja, temveč tudi izboljša prilagodljivost in hitrost odziva sistema. Zato je treba pri izbiri lidarskega skenirnega galvanometra,-vgrajenega v vozilo, več pozornosti posvetiti njegovi kakovosti in tehničnim pogojem, kar bo neposredno vplivalo na splošno varnost in učinkovitost sistema avtonomne vožnje.
