Beschreiben Sie kurz die Detektionstechnologie von LiDAR.

Beschreiben Sie kurz die Detektionstechnologie von LiDAR.
Lidar (Light Detection and Ranging) nutzt die Entfernungswerte von Zielpunktwolken/Pixeln, um die dreidimensionale (3D) Form von Zielen zu schätzen, und hat sich in der Wahrnehmung unstrukturierter Umgebungen wie autonomem Fahren, Roboternavigation, Geländekartierung und Fernerkundung rasant weiterentwickelt.
Im Gegensatz zu passiven 3D-Bildgebungsverfahren, die lediglich 3D-Informationen von Umgebungslichtszenen erfassen können, liefert LiDAR aktiv 3D-Informationen der Umgebung und kombiniert Algorithmen wie Punktwolkengenerierung, Rauschfilterung, Koordinatenregistrierung und Merkmalsbeschreibung, um ein Szenenverständnis zu ermöglichen. Basierend auf unterschiedlichen Lichterkennungsmethoden lassen sich bestehende LiDAR-Systeme üblicherweise in direkte und kohärente Detektion unterteilen.
Die Detektion erfolgt direkt mittels gepulstem Licht und der Messung der Echointensität des Ziels durch einen Fotodetektor. Ein typisches inkohärentes LiDAR-System ist eine Laufzeitmessung (Time-of-Flight, TOF), die aufgrund ihrer ausgereiften Hardwarekonfiguration und Signalverarbeitungsverfahren in vielen Anwendungen dominiert. Die Reichweite und Auflösung von TOF-LiDAR-Systemen sind jedoch durch die Leistungsfähigkeit des Sensors begrenzt.Fotodetektorund die Spitzenleistung desgepulster Laserund sein Echosignal kann auch durch Sonnenlicht oder andere Radarsysteme beeinflusst werden.LaserBalken.
Im Gegensatz dazu kann die kohärente Detektion mittels optischer Mischtechnologie zwischen Echo- und Lokaloszillatorstrahl Umgebungslichtstörungen effektiv unterdrücken und das Signal-Rausch-Verhältnis des Systems verbessern. Traditionelle LiDAR-Systeme basieren hauptsächlich auf Intensität, 3D-Koordinaten oder Geschwindigkeit für die Bildgebung. Die unzureichende Informationsdimension führt zu begrenzten Erkennungs- und Klassifizierungsfähigkeiten. Insbesondere bei Objekten mit komplexen Strukturen besteht eine Mehrdeutigkeit bei der Bestimmung der Punktwolke auf dem Objekt, was zu Unsicherheiten bei der Erkennung der 3D-Form des Objekts führt.
Eine praktikable Methode besteht in der Nutzung der Polarisationskomponente des Lichts, wodurch die Genauigkeit der Zielpunktwolken/Pixel deutlich verbessert werden kann. Durch die Analyse der Wechselwirkung zwischen polarisiertem Licht und Materialien lassen sich Rückschlüsse auf die Struktur und Zusammensetzung des Ziels ziehen. Polarisationskohärentes LiDAR integriert modernste Ansätze aus verschiedenen Disziplinen wie Optik, Mechanik, Steuerungstechnik und Elektronik und deckt Kerntheorien wie Informationserfassung, Strahlabtastung und Polarisationsbildgebung ab.