光硬化型3Dプリンター業界は活況を呈しています
May 25, 2021
3D LIDARの動作原理、長所と短所
1つの動作原理
原子が照射された光はレーザー光と呼ばれます。原子内の電子がエネルギーを吸収し、低エネルギー準位から高エネルギー準位に遷移し、高エネルギー準位から低エネルギー準位に戻ると、エネルギーは光子の形で放出されます。引き出される光子ビームの光学特性は非常に一貫しています。したがって、レーザーは通常の光源よりも優れた単色性、指向性、および高輝度を備えています。
リダーの動作原理は、検出信号（レーザービーム）をターゲットに送信し、ターゲットからの受信信号（ターゲットエコー）を送信信号と比較することです。適切に処理した後、ターゲットの関連情報を取得できます。得られた、ターゲット距離、方位角、高さ、速度、姿勢、さらには形状やその他のパラメータなど。レーザー送信機、光受信機、ターンテーブル、情報処理システムで構成され、レーザーが電気パルスを光パルスに変換して放出し、光受信機がターゲットから反射した光パルスを電気パルスに復元します。
LIDARを評価するための主要なパラメータには、主に距離測定機能、ポイント周波数、角度分解能、視野角範囲、測距精度、消費電力、および統合（体積と重量）が含まれます。
発光源は一般的に905nmの半導体レーザーと1550nmのファイバーレーザーです。ほとんどのLIDAR企業は905nm光源を使用しています。905nmソリューションは通常、エッジ発光（EEL）テクノロジーまたは垂直共振器面発光レーザー（VSCEL）テクノロジーを使用します。905nm光源は、クラスAの安全要件である905nmを満たすために、人間の目に害を及ぼす可能性があるためです。光源の放射電力は比較的制限されています。 1550nm光源は、より高い出力、強力な透過能力、および長い検出距離を備えていますが、コストが原因で普及していません。業界チェーンの調査によると、905nm光源のコストは一般に100米ドル未満であり、 1550nmファイバーレーザーのコストは約1,000米ドルです。
測距方法は主にToFとFMCWです。 ToF測距法は、レーザーの放射と受信の時間差を記録し、光速を掛けて距離を計算します。 FMCWは、さまざまな送信周波数の連続波を使用し、周波数差とドップラー効果を使用してオブジェクトの位置を決定し、その速度を測定します。 FMCWには、検出距離が長く、感度が高く、干渉防止能力が高く、コストが低く、消費電力が少ないという利点がありますが、現在の技術的しきい値は非常に高く、システム統合と信号処理アルゴリズムに対する厳しい要件があります。まだ大量生産には至っていません。
受信側にはAPDとSPADが含まれます。 APD（アバランシェダイオード）は、比較的成熟した技術を備えた典型的な光電変換モジュールです。 SPAD（シングルフォトンアバランシェダイオード）アレイの効率は、従来のAPDよりも高く、低レーザー出力で長距離検出を実現し、システムの消費電力と体積を削減できますが、回路にはまだ克服すべき問題があります。設計および製造プロセス。
スキャン方法の観点から、LIDARは、機械式LIDARとソリッドステートLIDARの2つのカテゴリに分類できます。メカニカルライダーは、大角度のスキャンを実現できるため、機械的な回転部品を使用しますが、組み立てが難しく、コストがかかります。ソリッドステートLIDARの現在の実装には、MEMS、フラッシュ、OPA、およびプリズム技術が含まれます。
2つの長所と短所
通常のマイクロ波レーダーと比較して、その利点は、高解像度、強力な隠蔽、強力な干渉防止能力、小型、軽量です。不利な点は、第一に、自動車会社やロボット会社での大規模な展開を制限する主な要因である高い生産コスト、第二に、気象要因の影響を大きく受け、大雨、濃い煙の間に信号が減衰することです。第三に、レーザービームは狭く、ビームによってスキャンされた狭い範囲内のターゲットのみを検出およびキャプチャできます。現在、主な対策は、検出範囲を拡大するために機械的回転と動的スキャンを使用することです。機械的回転最も一般的な方法である最も一般的な方法は、複数のビームを使用して移動する構造物を減らすことです。
Lidarは、既存のセンサーの欠点を補い、複数のタイプのセンサーを統合できます。高レベルの自動運転では、マルチセンサーフュージョンを実行する必要があります。3DLidarテクノロジーは、距離、位置、幅などの3Dデータの入力と出力を実現できます。データ、および高精度。現在は高額ですが、カリフォルニア州のDMV運転免許試験ライセンスを取得した50社のAV企業の96％が、LIDARが必要なコンポーネントであると考えています。
023Dライダーアプリケーションシナリオ
LIDARには、主に車両（L4およびL5自動運転）、港湾、閉鎖ドック、鉱区、物流公園、産業用車両、スマート農業（国の焦点）、機械（自動化）、ロボット、測量、マッピングなど、多くのアプリケーションシナリオがあります。そして他の分野。
1つの動作原理
原子が照射された光はレーザー光と呼ばれます。原子内の電子がエネルギーを吸収し、低エネルギー準位から高エネルギー準位に遷移し、高エネルギー準位から低エネルギー準位に戻ると、エネルギーは光子の形で放出されます。引き出される光子ビームの光学特性は非常に一貫しています。したがって、レーザーは通常の光源よりも優れた単色性、指向性、および高輝度を備えています。
リダーの動作原理は、検出信号（レーザービーム）をターゲットに送信し、ターゲットからの受信信号（ターゲットエコー）を送信信号と比較することです。適切に処理した後、ターゲットの関連情報を取得できます。得られた、ターゲット距離、方位角、高さ、速度、姿勢、さらには形状やその他のパラメータなど。レーザー送信機、光受信機、ターンテーブル、情報処理システムで構成され、レーザーが電気パルスを光パルスに変換して放出し、光受信機がターゲットから反射した光パルスを電気パルスに復元します。
LIDARを評価するための主要なパラメータには、主に距離測定機能、ポイント周波数、角度分解能、視野角範囲、測距精度、消費電力、および統合（体積と重量）が含まれます。
発光源は一般的に905nmの半導体レーザーと1550nmのファイバーレーザーです。ほとんどのLIDAR企業は905nm光源を使用しています。905nmソリューションは通常、エッジ発光（EEL）テクノロジーまたは垂直共振器面発光レーザー（VSCEL）テクノロジーを使用します。905nm光源は、クラスAの安全要件である905nmを満たすために、人間の目に害を及ぼす可能性があるためです。光源の放射電力は比較的制限されています。 1550nm光源は、より高い出力、強力な透過能力、および長い検出距離を備えていますが、コストが原因で普及していません。業界チェーンの調査によると、905nm光源のコストは一般に100米ドル未満であり、 1550nmファイバーレーザーのコストは約1,000米ドルです。
測距方法は主にToFとFMCWです。 ToF測距法は、レーザーの放射と受信の時間差を記録し、光速を掛けて距離を計算します。 FMCWは、さまざまな送信周波数の連続波を使用し、周波数差とドップラー効果を使用してオブジェクトの位置を決定し、その速度を測定します。 FMCWには、検出距離が長く、感度が高く、干渉防止能力が高く、コストが低く、消費電力が少ないという利点がありますが、現在の技術的しきい値は非常に高く、システム統合と信号処理アルゴリズムに対する厳しい要件があります。まだ大量生産には至っていません。
受信側にはAPDとSPADが含まれます。 APD（アバランシェダイオード）は、比較的成熟した技術を備えた典型的な光電変換モジュールです。 SPAD（シングルフォトンアバランシェダイオード）アレイの効率は、従来のAPDよりも高く、低レーザー出力で長距離検出を実現し、システムの消費電力と体積を削減できますが、回路にはまだ克服すべき問題があります。設計および製造プロセス。
スキャン方法の観点から、LIDARは、機械式LIDARとソリッドステートLIDARの2つのカテゴリに分類できます。メカニカルライダーは、大角度のスキャンを実現できるため、機械的な回転部品を使用しますが、組み立てが難しく、コストがかかります。ソリッドステートLIDARの現在の実装には、MEMS、フラッシュ、OPA、およびプリズム技術が含まれます。
2つの長所と短所
通常のマイクロ波レーダーと比較して、その利点は、高解像度、強力な隠蔽、強力な干渉防止能力、小型、軽量です。不利な点は、第一に、自動車会社やロボット会社での大規模な展開を制限する主な要因である高い生産コスト、第二に、気象要因の影響を大きく受け、大雨、濃い煙の間に信号が減衰することです。第三に、レーザービームは狭く、ビームによってスキャンされた狭い範囲内のターゲットのみを検出およびキャプチャできます。現在、主な対策は、検出範囲を拡大するために機械的回転と動的スキャンを使用することです。機械的回転最も一般的な方法である最も一般的な方法は、複数のビームを使用して移動する構造物を減らすことです。
Lidarは、既存のセンサーの欠点を補い、複数のタイプのセンサーを統合できます。高レベルの自動運転では、マルチセンサーフュージョンを実行する必要があります。3DLidarテクノロジーは、距離、位置、幅などの3Dデータの入力と出力を実現できます。データ、および高精度。現在は高額ですが、カリフォルニア州のDMV運転免許試験ライセンスを取得した50社のAV企業の96％が、LIDARが必要なコンポーネントであると考えています。
023Dライダーアプリケーションシナリオ
LIDARには、主に車両（L4およびL5自動運転）、港湾、閉鎖ドック、鉱区、物流公園、産業用車両、スマート農業（国の焦点）、機械（自動化）、ロボット、測量、マッピングなど、多くのアプリケーションシナリオがあります。そして他の分野。