LIDAR systems 和 ToF techniques are critical to providing 自动驾驶汽车 with a detailed picture of the surrounding 和 is used in many research applications as well.
许多主要的汽车销售商，以及诸如Google之类的著名非汽车公司，都在投入大量资源来开发自动驾驶汽车（通常称为“self-driving cars”）。这些车辆显然需要查看行驶方向。这样做不仅需要像照片一样的平坦“快照”环境，甚至还需要在一个摄像机中使用两个摄像机。“stereo”模式也无法提供所需的图像细节，分辨率和精度。相反，这些车辆需要其周围环境的详细的，可量化的三维（3D）图片。
解决方案是不使用常规的雷达，光学或超声检测和测距以及基本的发送/接收回波安排（回想一下，雷达是无线电检测和测距的首字母缩写）。 LIDAR（有时被称为激光雷达，甚至称LiDAR）使用激光或LED产生的光脉冲来代替分辨率有限的RF或声波波长。基于对接收到的任何反射的时间的极其精确的测量，并使用一种称为“飞行时间”的技术”（ToF）测距，系统可以确定’在车辆前方和周围。
在汽车中使用LIDAR并不是了解车辆周围情况的完整解决方案。自主甚至半自主的汽车需要结合多种传感技术来完成驾驶员可以做的事情 （图1） ，并且各种技术重叠并相互补充 （图2 和 图3） 。技术现实是，汽车需要LIDAR才能达到SAE J3016标准所定义的六级自动驾驶秤（以前为五级秤）的第三级。驾驶自动化水平 ”。
请注意，LIDAR不仅适用于自动驾驶汽车，还具有相对短距离的成像需求和适中的速度。它最初是几十年前开发的，用于海底地图绘制和基于飞机/卫星的地球物理地图绘制系统。在这些情况下，它可用于创建地球的高分辨率图像’的表面和结构，以测量海平面和海浪，甚至为航天器对接提供指导。它还用于机器人应用，工业机械中的安全区监视，交通监控和安全应用。
本文重点介绍激光雷达系统的基础知识，重点是汽车设计。它还将研究激光雷达的光子发射器和传感器。本文将不讨论对于理解LIDAR提供的数据以创建人眼，图像处理和决策过程的模拟至关重要的图像处理算法。
此外，激光雷达（LIDAR）在汽车等大众市场设计中的采用，对于较旧的现有应用程序具有来之不易的好处。一方面，汽车激光雷达受益于数十年来积累的大量非汽车经验和知识。同时，大众市场正在推动对基本组件的改进，从光学/电子设备到图像处理器及其算法，这些进步中的许多正在重新回到科学和仪器领域。
Part 2 本文将着眼于激光雷达系统的基本操作。
EE世界参考
- 自动驾驶汽车用LiDAR眼睛看到
- 测量激光雷达的更好方法
- 如何从LiDAR获得类似图片的图像？
- 自主汽车的多普勒激光雷达在实际测试中表现出色
- 在自动驾驶汽车传感器会议上：新兴的激光雷达公司面临对立
- GaN FET驱动器擅长于固态光检测和LiDAR应用
- 哪些先进的传感技术可用于查找丢失的宝藏？第5部分：激光雷达
- 激光雷达在汽车应用中的未来
- LiDAR：下一代雷达映射的工作原理
- 我们仍然（必须）使用的真空管：光电倍增管，第1部分
- 我们仍然（必须）使用的真空管：光电倍增管，第2部分
外部参考
- IEEE频谱 ， 芯片激光雷达：快速扫描，廉价扫描”
- 技术简介 ， 实时LiDAR信号处理FPGA模块”
- 美国国家航空航天局， LIDAR技术及其在航天器相对导航中的应用综述”
- 激光聚焦世界 ， 激光雷达推动自动驾驶汽车取得成功“
- DARPA，“ SWEEPER展示了广角光学相控阵技术”
- NOAA，“ 什么是激光雷达？ ”
- Terabee，“ 飞行时间原则”
- Terabee，“ 飞行时间感测简介：第一部分-基础”
- AMS AG，“ 飞行时间感应”
- 所有关于电路 ， 飞行时间传感器（ToF）如何工作？看一下ToF 3D相机”
- 德州仪器（TI），基于ToF的远程接近和距离传感器模拟前端（AFE）”
- 德州仪器（TI），飞行时间（ToF）传感器”
- 德州仪器（TI），SBAU305B，“飞行时间远程距离和距离传感器系统设计简介”
- 德州仪器（TI） OPT3101数据表
- 美国国家医学图书馆国家生物技术信息中心，”光子混合器设备固态阵列激光雷达的快速校准方法”
- 于煌 自动驾驶激光雷达”
- 地理空间世界 ， 什么是LiDAR技术？它如何工作？”
- 美国地球科学研究所，激光雷达是什么，它的作用是什么 ？”
- 国家生态观测网（NEON），“LiDAR的基础–光检测和测距– Remote Sensing”
- 滨松光子学，激光雷达光电探测器”
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