LIDAR – A new (self-driving) vehicle for introducing optics to broader engineering and non-engineeri

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  • 日期: 2021-08-31
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标签: 自动驾驶






Since  Stanley,  the  self-driven  Stanford  car  equipped  with  five  SICK  LIDAR  sensors  won  the  2005  DARPA  Challenge,the  race  to  developing  and  deploying  fully  autonomous,  self-driving  vehicles  has  come  to  a  full  swing.  By  now,  it  hasengulfed  all  major  automotive  companies  and  suppliers,  major  trucking  and  taxi  companies,  not  to  mention  companieslike  Google  (Waymo),  Apple  and  Tesla.  With  the  notable  exception  of  the  Tesla  self-driving  cars,  a  LIDAR  (Light,Detection  and  Ranging)  unit  is  a  key  component  of  the  suit  of  sensors  that  allow  autonomous  vehicles  to  see  and  navigatethe  world.  The  market  space  for  lidar  units  is  by  now  downright  crowded,  with  a  number  of  companies  and  their  respectivetechnologies  jockeying  for  long-run  leading  positions  in  the  field.  Major  lidar  technologies  for  autonomous  driving  includemechanical  scanning  (spinning)  lidar,  MEMS  micro-mirror  lidar,  optical-phased  array  lidar,  flash  lidar,  frequencymodulated  continuous-wave  (FMCW)  lidar  and  others.  A  major  technical  specification  of  any  lidar  is  the  operatingwavelength.  Many  existing  systems  use  905  nm  diode  lasers,  a  wavelength  compatible  with  CMOS-technology  detectors.

But  other  wavelengths  (like  850  nm,  940  nm  and  1550  nm)  are  also  investigated  and,  in  the  long  run,  the  telecom  nearinfrared  range  (1550  nm)  is  expected  to  experience  significant  growth  because  it  offers  a  larger  detecting  distance  range(200-300  meters)  within  eye  safety  laser  power  limits  while  also  offering  potential  better  performance  in  bad  weatherconditions.  This  paper  discusses  the  above-mentioned  technical  (optics  and  photonics)  aspects  of  the  most  common  lidartechnologies,  with  the  educational  focus  of  identifying  opportunities  for  employing  such  discussions  in  introducing  opticsto  broader  engineering  audiences,  drawing  in  part  on  experiences  and  examples  from  Kettering  University.

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