自動駕駛技術 光達選用的光源是啥? 光達LiDAR四大主流技術又是什麼?【下】

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前兩篇文章我們介紹了光達LiDAR是如何計算深度的,還比較了iToF和dToF兩者的原理還有優缺點,沒看過前兩篇的:

那這篇文章終於要聚焦到發射端的光學了,我相信大家在電視新聞或是報章雜誌都會看到,光達使用的波長有幾種850nm, 940nm和1550nm。

那為何我們要選用這幾種波長呢?

這裡我們先簡單的科普一下,光其實涵蓋的波長非常的廣,從Gamma射線光到無線電波,那下圖是一個光波長的示意圖,相信這個圖大家可能在國中理化課本都有看過,大家可以發現,人類可見的光(可見光)的波段是非常窄的從380nm~780nm左右,我們熟悉的彩虹(紅橙黃綠藍靛紫)就是屬於可見光的部分,其他都是不可見光的(人看不見),光達在波長的選擇上肯定要是看不見得,想像一下萬一光達使用的是可見光,那路上不就一堆雷射飛來飛去多危險XD

那問題來了,還有這麼多不可見光的部分,為何光達獨愛紅外光的部分(780nm~1mm左右),而且是近紅外光(780nm~2500nm左右)?難道是圖利廠商(疑?)

 

自動駕駛技術-光達選用的光源是啥?-光達LiDAR四大主流技術又是什麼?【下】-1

光譜波長示意圖

 

這裡我們就要幫大家複習一下上次的文章,我們有提到光達的感測器主要接收反射光,那其實不管dToF或是iToF都希望我們感測器接收到的光只有純粹的反射光,外界的環境光越少越好,那我們要怎麼下手呢?

首先我們要明白,環境光是從太陽而來,那太陽的光譜涵蓋非常多的波長,從大家最害怕的紫外光可見光紅外光,那大家從小都學過,我們的臭氧層會吸收大部分的紫外光,而可見光的部份我們可以透過在接收端sensor的表面鍍膜,就可以濾掉大部分的可見光,但紅外光呢?因為我們發射的光線就是紅外光,自然界的環境中又含有紅外光。

所以科學家們發現,原來我們空氣中富含的水和氧氣,可以吸收特定波長的紅外光!下圖是波長對應的強度,黃色的面積是太陽光沒有經過任何吸收的強度,而紅色的面積則是太陽光被各種氣體所吸收後的強度,我圈出來的部分剛好有幾個低谷,所對應到的波長大概就是800多奈米到1000多奈米,所以我們選擇這些波長就是因為大自然中的水、氧氣和二氧化碳默默的幫我們吸收了很多紅外光,這樣一來進到我們傳感器的紅外光大多都是反射的光了!

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太陽光譜圖 資料來源:https://reurl.cc/bkr97y

 

但到這裡,相信大家也發現一個問題,既然水氣會吸收紅外光,那如果我們使用光達自動駕駛,在下大雨或是濕度特別高的地方怎麼辦?

對,下大雨或是濕度特別高的地方,我們發出去的紅外光和反射回來的紅外光都會被吸收,導致光達的精度下降喔~

我們現在知道為什麼光達要用特定波長的光源之後,我們現在可以聊聊目前光達的種類.此分類主要是應用在自動駕駛的光達系統,各位朋友如果有興趣直接看下方這支影片,有詳細的介紹目前主流的光達類型,還有目前提供方案的廠商等!

那到這邊光達上中下的介紹我們都完成了,感謝各位的支持和耐心地觀看,不少朋友也有私訊或留言問題,阿財感動中…,那光達還有一集番外篇!

對!沒錯,光達的番外篇我們來介紹高精地圖,光達的解決方案中,大家一定多少有聽到需要搭配高精地圖,所以我們就來介紹這個高精地圖究竟是什麼?跟Google map又有什麼差別呢?那又是如何繪製的?滿頭問號的大家一定不要錯過喔~

 

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我是科技財知道的阿財,主要分享各種自動駕駛技術和電動車相關的資訊,歡迎大家一起分享學習。

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