毫米波雷达

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大陆全固态激光雷达HFL110

       激光雷达(LiDAR,Light Detection and Ranging),是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光脉冲),然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对车辆、行人等目标进行探测、跟踪和识别。

       激光雷达用途广泛,其中在当前自动驾驶领域更是与摄像头、毫米波雷达等担负着自动驾驶车辆“耳目”感知的重要作用,其性能表现是自动驾驶车辆整体性能表现的基础。目前车载激光雷达按结构和发展进程可以分为机械式激光雷达、混合固态激光雷达和(全)固态激光雷达。其中前两者由于存在运动机械构件,在行车环境下可靠性表现不佳,导致难以满足车规的严苛要求。另外,传统线扫激光雷达还存在容易漏检小目标、易受雨雾霾雪影响,不能满足全天候自动驾驶的需求 。 


大陆汽车电子传感器生态


HFL110全固态激光雷达和新版ARS408雷达


      HFL110是德国大陆集团的汽车级三维闪光式(3D Flash)全固态激光雷达传感器,是专为短距离(<50米)应用设计的高分辨率、坚固耐用的固态相机。集成1级眼部安全激光器,工作波长为1064nm。每一个激光脉冲都经过一个精心设计的扩散器,将激光束扩展到与视场(FOV)透镜匹配的照明场(FOI),以照亮混合焦平面阵列。光学透镜将反射回来的激光脉冲聚焦到相互独立的各个像素上,同时记录飞行时间TOF(对应探测距离)和振幅(对应反射的激光强度)。即使车辆以100英里/小时的速度行驶,25Hz的帧速率和全局快门也能确保捕捉到高动态场景而不产生运动模糊。富有创新的HFL110是一个面向未来的解决方案,结合其他ADAS传感器,可以助力实现高度和全自动驾驶功能。


       不同于传统线扫激光雷达,HFL110相对于黑暗中自带闪光灯的照相机,发射光源只有一个,而非纵向排布的多线激光束,已不能用多少线来评判其分辨率,而是像相机那样的像素数量。且像素之间如照片那样无间隙,只是比二维照片多了距离信息,相对于给视场拍了个三维照片。


HFL110全固态激光雷达工作原理示意



       具有多项旨在解决行业痛点的新特性:

        › 全固态设计,无运动部件,汽车级传感器,容易满足车规

                › 抗振动和抗冲击,工作可靠,寿命长

        › 连续像素—— 无图像/ 数据间隙(不漏过任何细小物体)

        › 三维全局快门和即时像素同步(无运动失真,轻松应对快速运动物体成像)

        › 兼具长距离和高亮度(工作距离内保证几乎所有自然目标可靠探测)

        › 角度分辨率高(0.94°/像素,二维精度)

        › 支持低表面反射率物体成像(支持低至10%反射率)

        › 支持与其他传感器的像素级同步

        › 路面反光标记成像(如车道线)

        › 支持视觉弱化环境中的成像

                › 不受阳光直射影响

                › 能够探测雾、雪、尘、雨、水雾环境中目标

        › 支持首个到最后一个反射光脉冲采样(连续采样模式)

        › 最高支持25Hz帧率运行

        › 单脉冲激光器照亮整个视场(非同时发射多束激光脉冲)

        › 支持堵塞检测和自动触发清洗器(支持水或压缩空气),轻松应对表面脏污

        › 集成加热器,轻松应对严寒

        › 支持自动校准

        › 符合ASIL B(功能安全)

        › 防护等级IP6K9K

        › 输出点云数据和/ 或目标列表

                › AI人工智能训练机制

        › 动态三维分割与聚类

        › 直接三维测量

        › 支持ROS/ROS2





        技术信息:

        › 一级人眼安全1064nm激光器

        › 混合InGaas/CMOS焦平面阵列

        › 视场角:120° H x 30° V

        › 像素数量:128 H x 32 V(4096)像素

        › 连续角分辨率:0.94°/像素

        › 工作距离:0.5~50m(22m@10%反射率)

        › 尺寸:100 x 120 x 65 mm

        › 传感器头质量:<700 g

        › 帧率:最高到25Hz

        › 工作温度:-30℃~ +85℃

        › 存储温度:-40℃~ +105℃

        › 供电电压:12V

        › 汽车千兆以太网IEEE 802.3bp通讯接口

        › 支持PTP精确定时协议(IEEE802.1AS gPTP)



 



        在慧尔视公众号文章“德国大陆HFL110全固态激光雷达简介”中的视频所示振动/防抖试验中,在振动台上的HFL110激光雷达展现了无运动失真、模糊或伪影的三维瞬时数据捕获,显示了固态解决方案的鲁棒性。


公众号更多雷达产品简介:

  慧尔视代理销售的德国大陆雷达一览

德国大陆ARS408-21SC3简介和测试视频



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