Sistemul LIDAR

1. De ce și unde se folosește sistemul LIDAR la autovehiculele autonome?

Sistemul Lidar ajută la îmbunătățirea construiri de autovehicule autonome lucru care ar putea crea opțiuni de transport pentru persoanele cu dizabilități sau persoanele în vârstă, dar cel mai important lucru prin utilizarea autovehiculelor autonome ar fi reducerea numărului de accidente mortale cauzate de cele mai multe ori de neatenția șoferilor.

Tehnologia Lidar este folosită pentru crearea unor hărți de rezoluție înaltă, utilizate în topografie, geologie, geografie, silvicultură, seismologie s.a. Această tehnologie mai este folosită frecvent și în control și navigație pentru autovehiculele autonome. Senzorii Lidar emit milioane de impulsuri laser, care pot detecta obiectele din jur și astfel aceștia pot contura o harta 3D în timp real fără a fi nevoie de conexiune la intenet.

Scanerele Lidar sunt montate în partea din față și spate a unui autovehicul. Acestea trebuie să fie amplasate în așa fel încât să fie ferite de șocuri, praf, mizerie, ploaie sau lumină puternică deoarece scanerele trebuie să ofere cea mai bună viziune a planului scanat.

Sistemul Lidar este responsabil pentru a genera o mapă 3D, precisă și realistă, a zonei scanate. Acesta este folosit pentru a detecta obiecte precum alte autovehicule, denivelări de teren, stâlpi, copaci, pietoni s.a. aflate în fața sau spatele autovehiculului de la o distanță mai mare decât pot detecta alți senzori aflați pe un autovehicul autonom.

Pentru o mai bună scanare a obstacolelor întâlnite în trafic, se pot monta unități Lidar deasupra roților din față și spate. Acestea sunt montate într-un unghi fix și ajută atunci când autovehiculele se deplasează pe drumuri cu viraje strânse și în tuneluri sau drumuri cu obstacole pe părțile laterale ale drumului.

Dacă datele din teren nu pot fi analizate, sistemul Lidar începe să reducă viteză de deplasare a autovehiculului până la oprire, iar cu ajutorul senzorilor Lidar montați în față și pe lateralul autovehiculului se reconfigurează harta.

Senzori Lidar care sunt montați pe autovehicule autonome joacă un rol important în schema senzorilor aflați pe aceste autovehicule deoarece, spre deosebire de sistemele radar, aceștia oferă o harta cu rezoluție îmbunătățită.

2. Ce informații furnizează acest sistem? Ce fel de date furnizeaza hardware-ul?

Tehnologia sistemului Lidar funcționează prin iluminarea unei ținte cu un impuls optic și măsurarea caracteristicilor semnalului de întoarcere reflectat.

Sistemul poate detecta obiecte care se află la o distanță de peste 200 m, dar are o dificultate în a sesiza obiectele care se află la o distanță apropiată de autovehicul.

Sistemul furnizează imagini 3D a obiectelor dintr-un plan, la o rezoluție extrem de înaltă, fără procesare back-end. Acest lucru este posibil datorită capacității sale de a emite impulsuri scurte de 905 până la 1550 nm, într-un fascicul orientabil și bine focalizat.

Lidarul cu rază scurtă este folosit pentru a monitoriza împrejurimile imediate ale vehiculului. Acesta poate să cartografieze mediul static și să detecteze și să identifice vehicule în mișcare, pietoni și animale sălbatice.

Datorită tehnologiei avansate senzorii Lidar oferă cel mai larg câmp de vedere datorită rotației lor de 360°. Chiar dacă performanța sa în condiții de meteo nefavorabile este slabă, Lidar oferă rezoluții unghiulare și liniare foarte ridicate datorită utilizării undelor luminoase.

Sistemul Lidar măsoară timpul de călătorie dus-întors al fotonilor de la laser la țintă și înapoi și îl convertește în distanță. Majoritatea sistemelor Lidar folosesc scanerele MEMS care sunt niște oglinzi de siliciu acoperite cu aluminiu sau aur și care permit efectuarea unei scanări bidimensionale a întregului câmp vizual într-o fracțiune de secundă. Cel mai complex tip de sistem Lidar este Lidarul cu undă continuă modulat în frecvența coerentă, FMCW, care permite detectarea simultană nu numai a distanței până la obiectul detectat, ci și a vitezei. În funcționarea unui Lidar FMCW, antena emite continuu unde radio a căror frecvență este crescută liniar de la o frecvență de bază la o frecvență maximă într-o anumită perioada, urmată de o scădere a frecvenței maxime înapoi la frecvența de baza în aceeași perioadă. Avantajul folosiri acestui Lidar este acela că este imun la lumina ambientală, cum ar fi lumina soarelui sau razele laser ale altor unități Lidar care pot fi întâlnite pe drum.

Toate aceste date pe care un sistem Lidar le colectează se obțin cu ajutorul componentelor hardware integrate în unitățile Lidar și anume: vehicul de colectare (autovehicul), sistemul de scanare cu laser, GPS (Global Positioning System) și INS (sistem de navigație inertila).