0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

设计车载激光雷达 搞清这5点很重要!

得捷电子DigiKey 来源:未知 2023-04-20 05:05 次阅读
Q A &问:车载激光雷达系统的设计思路 设计一个TOF车载激光雷达系统,首先要确定系统需要探测的最小目标、该目标的反射率,以及该目标的距离,视场角。上述这些因素会定义系统的角分辨率。并在该基础上计算最小信噪比(SNR),这也是后续软件判定检测对象真/假的重要检测标准。

检测距离

我们以自动驾驶汽车,防撞的应用来举例。最小目标:小轿车4.8m×1.8 m长。目标的反射率:取决于物体本身的性质(表面状况)。这里不详细讨论,假设目标可以很好的反射。

以汽车100公里/小时的速度来计算,不仅考虑以100 km/h速度行驶的车辆,还要考虑以相同速度反向行驶的另一辆车辆。因此,雷达系统需要能够检测到200公里/小时的物体,也就是每秒相对运动至少50m。

当然,还要考虑,如非线性速度、停车距离、规避动作等复杂情况。所以一般说来,高速应用需要激光雷达系统检测更远的距离。

视场角(FOV)

对于不同的应用,不同的环境,视场角的选择也不一样。

如上图:对于自动驾驶车辆和自动地面车辆的对象检测和防撞等应用,可以使用16像素FOV。在大客车应用中,可以用4× 4网格矩阵,以检测系统周围的物体,作为车辆的安全器件。

从FOV到角度分辨率

确定FOV之后, 我们可以计算相应的分辨率。

FOV可以分为垂直FOV(VFOV)和水平FOV(HFOV)

当激光二极管阵列选定之后,比如下图,一行16个激光二极管组成一个阵列,每个像素尺寸2mm×0.8mm, 20mm焦距的镜头。

8f2d975c-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

图 2. 激光二极管阵列 (图片来源于ADI)

于是,可以利用三角函数可以计算每个像素对应的VFOV与HFOV

8f5159a8-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

图 3. VFOV 与 HFOV 计算 (图片来源于ADI)

因此,根据三角函数我们可以得出每个像素,VFOV=5.7°,HFOV=2.292°

有了VFOV/HFOV, 我们就可以得知在某一特定距离,实物尺寸与相素的关系。

角度分辨率

换一个场景,假设FOV=1°,即1°角度分辨率,在200 m距离时,

一个像素点,对应于2×Tan(0.5°)×200m=3.5m长的物体。

即1°角分辨率会转换成每侧3.5米像素。

对于4.8m×1.8 m小轿车来说,很难检测。

相比FOV=0.1°,即0.1°角度分辨率,在200 m距离时,

一个像素点,对应于2×Tan(0.05°)×200m =0.35m长的物体。

对于一个4.8m×1.8 m长的小轿车,在200 m距离时,至少可以有5个像素宽度的成像。

精细的角度分辨率使车载雷达系统能够从单一对象接收多个像素的返回信号。因此,在这个系统下,甚至有可能区分汽车和摩托车。

距离精度与最小信噪比(SNR)

距离(或深度)、精度都与ADC采样速率相关。距离精度允许系统准确地知道一个物体有多远。对于移动的应用来说,非常重要。

假设ADC采样周期Δt 为1 ns采样时段, 我们可以计算距离

d=(c×Δt)/2 = 15cm

c是光速

即使用1 GSPS ADC的距离精度可达到15 cm。

当然可以采用更复杂的技术(例如过采样插值)来改善范围测量精度。

据估计,大约可以将范围测量精度提升SNR的平方根。匹配滤波器是用于处理数据的性能最高的算法之一,它可以在插入之后最大化SNR,以得出最高的范围测量精度。

激光雷达系统拓扑结构

以ADI的方案为例:

8f77a130-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

图 4.ADI 激光雷达系统拓扑结构 (图片来源于ADI)

相关产品

Digi-KeyTOF图像传感器

Digi-Key ADDI9036 开发板AD-FXTOF1-EBZAD-96TOF1-EBZ
激光二极管驱动器 ADI
ADP3634

8faa6e44-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png  更多激光设计技术信息请查看以下内容:
  • 选择激光器件时要注意什么?

  • 飞行时间技术概述

  • 为何及如何将氦氖激光器用于工业和科学应用

  • 使用安全激光扫描仪保护危险工业工作区域中的操作人员

  • 比较激光扫描仪应用
8faa6e44-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png    最后,如果你喜欢这篇文章,快分享给更多的小伙伴吧!切记点个赞哦!

提示点击菜单设计支持:工程师锦囊,获取更多工程师小贴士

秘技知识学不停 专属福利享不停

就等您加入!

点此登记

赚积分、换好礼

立即到「会员权益」查看您的礼遇! 如有任何问题,欢迎联系得捷电子Digi-Key的客服团队

中国(人民币)客服

8fe7078c-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png400-920-11998ff79296-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png服务支持 > 联系客服 > 微信客服90085acc-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.pngservice.sh@digikey.com90172f52-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png QQ在线实时咨询:4009201199

中国(美金)/ 香港客服

8fe7078c-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

400-882-4440

8fe7078c-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png852-3104-050090085acc-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.pngchina.support@digikey.com9052d8fe-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

9075175c-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

点击下方“阅读原文”查看更多

让我知道你在看908ed3ae-def4-11ed-bfe3-dac502259ad0.png


原文标题:设计车载激光雷达 搞清这5点很重要!

文章出处:【微信公众号:得捷电子DigiKey】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。


声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 得捷电子
    +关注

    关注

    1

    文章

    255

    浏览量

    8783

原文标题:设计车载激光雷达 搞清这5点很重要!

文章出处:【微信号:得捷电子DigiKey,微信公众号:得捷电子DigiKey】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    智能驾驶浪潮下,车载激光雷达行业深度剖析与未来展望

    随着智能驾驶技术的飞速发展,车载激光雷达作为智能驾驶系统的关键感知设备,正日益受到业界的广泛关注。随着高阶智能驾驶技术的规模化应用,各大车企对激光雷达的需求呈现出快速增长的态势。在此背景下,低成本化、高性能化以及轻量化成为了
    的头像 发表于 11-07 14:05 681次阅读

    激光雷达会伤害眼睛吗?

    随着激光雷达日益普及,人们开始担忧:这种发射激光的设备,对人眼的安全性如何?了解这个问题前,我们首先需要知道激光雷达和它发射的激光,到底是什么。
    的头像 发表于 11-07 10:47 219次阅读
    <b class='flag-5'>激光雷达</b>会伤害眼睛吗?

    激光雷达的维护与故障排查技巧

    激光雷达(LiDAR,Light Detection and Ranging)是一种利用激光进行距离测量和目标识别的技术。它广泛应用于无人驾驶汽车、地理信息系统(GIS)、环境监测、航空航天等领域
    的头像 发表于 10-27 11:04 948次阅读

    禾赛科技持续领跑全球激光雷达市场

    近日,国际权威研究机构 Yole Group 旗下 Yole Intelligence 发布了《2024年全球车载激光雷达市场报告》1(Lidar for Automotive 2024,以下简称
    的头像 发表于 09-27 11:27 623次阅读

    光学雷达激光雷达的区别是什么

    光学雷达激光雷达是两种不同的遥感技术,它们在原理、应用、优缺点等方面都存在一定的差异。以下是对光学雷达激光雷达的比较: 定义和原理 光学雷达
    的头像 发表于 08-29 17:20 1277次阅读

    激光雷达云数据包含哪些信息

    )、环境监测、城市规划等领域。激光雷达云数据是激光雷达系统收集到的一系列三维空间坐标点,包含了丰富的空间信息。本文将介绍激光雷达云数据包
    的头像 发表于 08-29 17:18 908次阅读

    中国激光雷达厂商引领全球车载市场:禾赛独占鳌头,华为位列前五

    在全球汽车产业向智能化、自动驾驶加速转型的浪潮中,车载激光雷达作为自动驾驶技术的核心传感器之一,其重要性日益凸显。最新发布的市场研究报告《车载激光雷
    的头像 发表于 07-04 10:14 738次阅读

    一文看懂激光雷达

        文章大纲 城市 NOA 成竞争高地,政策助力高阶智能驾驶加速落地 成本下探+智驾升级,2030年激光雷达市场规模有望超万亿       ·城市 NOA面临工况复杂问题,激光雷达为“优选
    的头像 发表于 06-27 08:42 614次阅读
    一文看懂<b class='flag-5'>激光雷达</b>

    基于FPGA的激光雷达控制板

    控制板主要是用于控制线阵激光器,并高效地采集和处理大量的激光云数据,具备强大的数据处理能力和高速数据传输接口,以确保系统能够准确地感知周围环境。图激光雷达控制板框图
    的头像 发表于 05-28 08:11 656次阅读
    基于FPGA的<b class='flag-5'>激光雷达</b>控制板

    512线激光雷达还不是尽头,1024线激光雷达早在两年前已经推出?

    电子发烧友网报道(文/梁浩斌)从4线的法雷奥Scala 1到华为192线,车载激光雷达随着ADAS的需求在不断提高线数。在刚刚收官的CES 2024上,作为目前量产车载激光雷达的升级换
    的头像 发表于 01-22 06:58 9600次阅读
    512线<b class='flag-5'>激光雷达</b>还不是尽头,1024线<b class='flag-5'>激光雷达</b>早在两年前已经推出?

    华为激光雷达参数怎么设置

    华为激光雷达是一种常用的传感器技术,可用于距离测量和感应。它的参数设置对于确保其性能和功能至关重要。在本文中,我们将详细介绍华为激光雷达的参数设置以及其影响和应用。 首先,我们需要了解激光雷达
    的头像 发表于 01-19 14:17 1768次阅读

    激光雷达上下游厂商梳理分析

    中国自动驾驶渗透率提升,车载激光雷达前景广阔。根据沙利文预测,2025年全球激光雷达市场规模有望达到 135.4亿美元,中国激光雷达市场规模预计达 43.1亿美元,占比 31.8%。
    发表于 01-05 11:07 1433次阅读
    <b class='flag-5'>激光雷达</b>上下游厂商梳理分析

    单月 5 万台!中国最大激光雷达企业再刷全球月交付记录

    据传感器专家网获悉,1月2日晚间,全球激光雷达领导者禾赛科技宣布 2023 年 12 月的交付数据成功突破 5 万大关,成为车载激光雷达行业首个单月交付量突破
    的头像 发表于 01-04 08:44 507次阅读

    禾赛车载激光雷达单月交付量突破5万台

    今日,全球激光雷达领导者禾赛科技宣布 2023 年 12 月的交付数据成功突破 5 万大关,成为车载激光雷达行业首个单月交付量突破 5 万台
    的头像 发表于 01-03 10:44 757次阅读

    禾赛科技激光雷达累计交付突破30万台 全球首个创下此里程碑的车载激光雷达公司

    今日,全球激光雷达领导者禾赛科技宣布,公司自成立以来激光雷达累计交付量突破30 万台,成为全球首个创下此里程碑的车载激光雷达公司。   自 2022 年 7 月正式开启前装量产以来,禾
    的头像 发表于 12-27 09:44 550次阅读
    禾赛科技<b class='flag-5'>激光雷达</b>累计交付突破30万台 全球首个创下此里程碑的<b class='flag-5'>车载</b><b class='flag-5'>激光雷达</b>公司