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激光雷達(dá)系統(tǒng)和汽車–傳感器應(yīng)滿足的要求
激光雷達(dá)系統(tǒng)和汽車–傳感器應(yīng)滿足的要求
Marc Schillgalies博士，2019年5月
研究和工業(yè)逐漸接近自動駕駛的夢想。激光雷達(dá)系統(tǒng)是汽車的基本組成部分，越來越少地依賴駕駛員的主動控制。在此博客中，我們總結(jié)了此類系統(tǒng)如今已承擔(dān)的功能，以及傳感器特別發(fā)揮的作用。
激光雷達(dá)（光檢測和測距）技術(shù)構(gòu)成了有效的駕駛員輔助系統(tǒng)的基礎(chǔ)，例如自適應(yīng)巡航控制，碰撞預(yù)警系統(tǒng)，車道變更助手和盲點警報。即使激光雷達(dá)與雷達(dá)有關(guān)，它也使用激光束而不是無線電波來測量速度和距離。憑借其極高的角度和距離分辨率，激光雷達(dá)系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的雷達(dá)和攝像頭系統(tǒng)。通過軟件，可以創(chuàng)建車輛周圍區(qū)域的非常精確的模型。這不僅可以檢測道路使用者（例如其他四輪或兩輪車輛和行人），還可以提供有關(guān)道路標(biāo)記，標(biāo)志和其他交通設(shè)施（例如障礙物或交通信號燈）的信息。
激光雷達(dá)系統(tǒng)要滿足的要求
這種測量系統(tǒng)必須滿足哪些汽車和移動性要求？尤其是，使用的傳感器需要克服哪些挑戰(zhàn)？
監(jiān)視周圍區(qū)域：高速行駛的車輛尤其需要極為廣闊的“視野”，盡可能有效的預(yù)測系統(tǒng)和極為快速且可靠的檢測系統(tǒng)。
阻力：所使用的傳感器必須能夠承受各種環(huán)境影響，所有天氣條件以及風(fēng)速。
符合性：電子系統(tǒng)必須自然地符合通常的行業(yè)要求，并且所使用的傳感器必須適合所使用的傳感器系統(tǒng)的整體設(shè)計。
成本效益：有很多可能，但是在財務(wù)上可行的框架內(nèi)無法實現(xiàn)所有目標(biāo)。開發(fā)激光雷達(dá)系統(tǒng)的人還需要關(guān)注成本，并尋找一種既具有100％可靠性又具有成本效益的解決方案。
哪種系統(tǒng)符合最大安全性和彈性的要求？對于在高速行駛的車輛，最好的激光探測系統(tǒng)是可探測距離最大為300米的物體的遠(yuǎn)程激光雷達(dá)系統(tǒng)。各種傳感器解決方案可用于汽車領(lǐng)域。
FS-Grafik感應(yīng)傳感器
激光雷達(dá)掃描儀在行動
必不可少的：可靠的傳感器
任何激光雷達(dá)系統(tǒng)的核心都是其傳感器。每種傳感器技術(shù)都有其自身的優(yōu)缺點。這是一個緊湊的概述：
硅PIN光電二極管
這些基于硅的探測器由三種同名的半導(dǎo)體類型組成：P型，本征型，N型。
+動態(tài)范圍很廣，相對便宜
-落后于現(xiàn)代激光雷達(dá)系統(tǒng)所需的良好信噪性能；不太快
硅光電倍增管（SiPM）和單光子雪崩二極管（SPAD）
這些探測器最初是為科學(xué)和醫(yī)學(xué)環(huán)境中的小規(guī)模應(yīng)用而開發(fā)的，正逐漸侵入激光雷達(dá)。
-過度轉(zhuǎn)向的危險；不利的信噪比；對溫度非常敏感
+良好的放大器特性；很快;與CMOS芯片兼容
砷化銦鎵光電二極管（InGaAs）
無需使用普通芯片即可進(jìn)行管理的技術(shù)。 InGaAs在激光雷達(dá)世界中仍然相對較新。它們通常用于電信行業(yè)的小型光纖網(wǎng)絡(luò)中。
+測量長距離；光譜范圍廣
-溫度敏感；制造復(fù)雜且昂貴
雪崩光電二極管（APD）
APD通過工業(yè)和軍事技術(shù)走向成熟，現(xiàn)在已成為大多數(shù)涉及自動駕駛車輛的標(biāo)準(zhǔn)功能。
+高靈敏度；最佳信噪比；快的;便宜的
-與CMOS技術(shù)不兼容
如何選擇最佳傳感器
沒有激光雷達(dá)，任何駕駛員輔助系統(tǒng)都無法生存。傳感器反過來在該技術(shù)中扮演著隱藏的主要角色，沒有它們，自動駕駛將是不可想象的。如果不使用激光束，將無法安全地測量物體的距離和速度。
如何找到適合您的激光雷達(dá)應(yīng)用領(lǐng)域的最佳傳感器系統(tǒng)？制造商在汽車領(lǐng)域的經(jīng)驗和資格又如何呢？您可以建立哪些支持服務(wù)？可以定制檢測器以滿足您的需求和要求嗎？
下載免費的“使傳感器感官”白皮書。這列出了在選擇傳感器及其制造商時最重要的標(biāo)準(zhǔn)。這將幫助您找到最佳的合作伙伴，從而為您的自動駕駛項目提供最佳的支持。
