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固态激光雷达正在到达你附近的自动驾驶汽车

助工
2018-08-22 16:59:29    评分

LiDAR作为一种传感技术获得了支持,可以使自动驾驶汽车足够安全以实现商业化。固态激光雷达可以成为下一步吗?下面介绍几种实现固态激光雷达的方法以及开发它的方法。

在过去的几年里,LiDAR发生了真正的革命。在很大程度上,这一点受到自动驾驶汽车不断发展的推动,其中激光雷达越来越多地被用作感知障碍物的方法。经济实惠的LiDAR也有所增加,使得广泛的设计师更容易获得。

据一些人说,LiDAR演化的下一步是利用固态激光雷达。

在本文中,我将介绍典型LiDAR背后的基本概念,了解固态LiDAR的不同之处,然后看看谁在开发固态LiDAR选项。

 

旋转激光雷达传感器的问题

大多数当前的LiDAR技术将脉冲激光从旋转镜反射到远处的目标,然后记录反射脉冲返回的时间。该技术提供了一个完整的360°覆盖区域。根据接收器的光学和分辨率,它可以提供从单通道,一个像素高0°视场到多通道,32像素,45°场的扫描扇区波束宽度。视图。

当然,正如我们在本文中所看到的,45°视野可能是典型的(现在),但它肯定不是极限。

 

旋转LiDAR装置的图像。图片由Renishaw提供

 

对于许多高精度移动部件,这些机械激光雷达昂贵,对振动敏感,并且难以小型化。此外,如果不显眼地安装在汽车前部(而不是像Waymo最初展示的顶部),汽车车身将消除多达50%的LiDAR视野。 

为了将一个单元完全整合到汽车中,汽车制造商需要更便宜,更强大的选择。

解决这个问题的一种方法是采用多个较便宜的传感器。目前,多家公司正在研究和开发坚固且价格低廉的固态激光雷达。虽然它们的视野有限,但它们的低价位使得汽车制造商能够将几个单元集成到汽车中,而成本只是单个电流固态激光雷达的一小部分。

 

实现固态激光雷达的方法

固态激光雷达使用系统,探测器,有时安装在非旋转外壳中的MEMS,以脉冲激光照射场景并记录反射脉冲。有几种方法可以完成此任务:

 

交叉阵列扫描

利用这种方法,激光从垂直阵列顺序地脉冲,同时通过水平阵列顺序地检测。这种交叉配置产生的分辨率是激光发射器数量和光电二极管检测器数量的乘积。硬件跟踪激光位置,探测器位置以及光返回的时间以生成环境的三维点云。

 

图片由LeddarTech提供

 

基于MEMS的固态激光雷达

使用基于MEMS的解决方案,单个强大的激光脉冲与镜子一起使用可产生与上述激光阵列相同的效果。当镜子被操纵以产生扫描激光脉冲时,传感器阵列检测反射光并产生环境的三维点云。

 

图片由LeddarTech提供

 

Innoviz的InnovizPro

以色列公司Innoviz有一个名为InnovizPro的固态激光雷达,您可以购买并立即放置在您的汽车上。它基于MEMS技术,预计价格为几千美元。 

他们即将推出的汽车级LiDAR InnovizOne预计将于2019年上市售价仅为几百美元。1月份在CES上首次公布的Innoviz新闻稿称,大批量客户可以看到价格低至每单位100美元。

 

图片由  Innoviz.tech提供

 

通过电子邮件采访时,Innoviz首席执行官兼联合创始人Omer Keilaf表示,他们的LiDAR“旨在以高分辨率点云的形式提供极其丰富的高密度输出,使他们能够推断出高级对象检测功能。凭借极高的数据强度,Innoviz的LiDAR能够构建额外的信息层,从而提供更高水平的物体检测,分类和跟踪。

Innoviz提供完整的软件堆栈解决方案,包括对象检测,分类和跟踪。对象分类和跟踪对于汽车应用尤为重要,因为不断变化的环境会对行人和驾驶员的安全构成严重威胁。

请参阅下面视频中执行SLAM(同时定位和映射)的Innoviz LiDAR。

 

LeddarTech的LeddarVu等

LeddarTech还拥有固态LiDAR解决方案,旨在将其放置在汽车的多个位置,以提供完整的覆盖范围。LeddarTech已经有多个单位可用,售价低于1000美元。 

LeddarVu平台利用“专利信号处理和算法”创建具有多功能性的固态LiDAR传感器。

 

Vu8,一种在LeddarVu平台上开发的固态LiDAR模块。图片由  LeddarTech提供

 

LeddarTech的软件实现还允许对象检测和分类。

此外,他们的网站提供了大量资源,以帮助用户更好地了解该技术。例如,LeddarTech 关于其光学飞行时间传感技术  (PDF)白皮书解释了他们在处理传感器数据时使用软件实现的算法。这种教育方法可以帮助工程师更好地理解LeddarTech LiDAR装置中的技术ICfans。

 

Quanergy的S3

Quanergy声称他们的S3型号拥有“世界上第一款价格合理的固态激光雷达传感器”,并于2016年1月亮相。虽然半年前的原装LiDAR模块通常需要花费数万美元, S3的价格点最初宣布为250美元。 
 

S3 LiDAR传感器。图片由Quanergy提供

 

S3可以放在一只手掌中,其激光具有120°弧度。Quanergy吹嘘S3没有移动部件,他们声称这将提高可靠性。这只是像Quanergy这样的公司希望减轻LiDAR设计与汽车行业实施之间摩擦的众多方式之一,为了安全起见,这需要高水平的可靠性。

 

结论

现在市场上出售价格低廉的固态LiDAR装置来自多家制造商。随着时间的推移,他们的成本将继续下降,他们的能力将继续提高。 

在将此技术修改为家用之前需要多长时间?从电动轮椅和无人机到摩托车和其他移动平台,除了自动驾驶汽车之外,还有许多应用可以从环境意识和制图中受益。




关键词: 自动驾驶汽车     固态激光雷达     半导体     ICfans    

菜鸟
2018-11-04 21:34:50    评分
2楼

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