【嘉勤点评】镭神智能发明的基于激光雷达的测距方案,在现有技术的基础上,结合了脉冲法测距的大量程和单频相位法测距的高精度的优势,可以快速有效地实现在测量较大量程的同时,确保较高的测量精度。
集微网消息,作为“后疫情时代”的首个重磅国际A级车展,今年不仅各大国内外汽车企业携多款新车首度亮相,汽车主机厂也尤为关注2.2号馆未来出行展区的激光雷达厂家,而这其中,就有东风悦享的整车级产品以及搭载应用了镭神智能的激光雷达产品。
激光雷达是以发射激光束探测目标物体的位置、速度等特征量的雷达系统。基于测距原理不同,激光雷达的测距方法可包括相位测距法和脉冲测距方法,基于两种不同测距原理的激光雷达具有各自的优缺点,也有各自的应用领域。
其中,相位法测距精度较高,可以达到1毫米的级别,但是不同量程需要切换不同的“测量尺”,且抗强光干扰能力相对较弱。脉冲测距方法测距(单脉冲飞行时间TOF)的实现方法相对简单,精度可以达到3厘米左右,抗强光干扰,误差大小受量程影响较小。
尽管,现有技术中的激光雷达已经有了一定程度上的应用,但是现有技术无法快速有效地实现在测量较大量程的同时,确保较高的测量精度。为此,镭神智能在2020年1月14日申请了一项名为“激光雷达和激光雷达的测距方法”的发明专利(申请号:202010037802.5),申请人为深圳市镭神智能系统有限公司。
根据该专利目前公开的相关资料,让我们一起来看看这项基于激光雷达的测距方案吧。
如上图,为该专利中发明的激光雷达的结构示意图,激光雷达10包括脉冲法测距单元110、第一距离解算单元131、相位法测距单元120、第二距离解算单元141以及数据处理单元130。脉冲法测距单元用于向目标扫描区域发射具有第一频率的第一发射激光光束,并接收由目标扫描区域内的物体反射回来的第一回波激光光束,第一距离解算单元与脉冲法测距单元连接,可根据收发激光光束的时间计算得到第一测量距离。
相位法测距单元用于向目标扫描区域发射具有第二频率的第二发射激光光束,并接收由目标扫描区域内的物体反射回来的第二回波激光光束,第二距离解算单元与相位法测距单元连接,可根据相位法测距单元收发激光光束的相位差以及第二频率确定余尺长度。
同时,数据处理单元也分别与这两个距离解算单元连接,并根据第一测量距离和余尺长度确定基于相位法下的整尺数量,并可根据整尺数量、余尺长度以及第一测量距离确定实际测量距离。
这种融合了相位法测距和脉冲法(时间飞行法)的测距方案,实际测距距离会根据脉冲法测量的第一测距距离以及相位法测量得到的余尺长度,以及通过脉冲法和余尺长度确定出来的整尺数量来进行确定。从而能够确保在兼顾测量有效性的同时,实现高精度测量,并能够降低相位法测量过程中对测尺的要求。
如上图,为这种激光雷达的发射端的结构示意图,脉冲法测距单元110与相位法测距单元120的发射同轴,也就是说,脉冲法测距单元的发射端发出的第一发射激光光束与相位法测距单元的发射端发出的第二发射激光光束同轴设置。
这样设置的好处就在于可使第一发射激光光束和第二发射激光光束在时间和空间上实现同步探测,即:两探测光束在同一时刻照射在同一方向上,从而实现脉冲法测距得到的第一测量距离和单频相位法测距得到的余尺长度在时间和空间上的同步,进而确保距离探测的准确性。
如上图,为这种激光雷达的接收端的结构示意图,与两个发射端相对应的,该激光雷达中也设置有两个接收窗口,即:脉冲法测距单元和相位法测距单元的接收离轴,这样可以使得激光雷达的接收窗口的数量较少,集成程度较高且外观较为简洁。
以上就是镭神智能发明的基于激光雷达的测距方案,该方案在现有技术的基础上,结合了脉冲法测距的大量程和单频相位法测距的高精度的优势,可以快速有效地实现在测量较大量程的同时,确保较高的测量精度。
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(校对/holly)