eng
Просмотры: 578
18.05.2020
Группа физиков из Швейцарии создала прототип лидара на основе множества параллельных когерентных волн. Представленное устройство работает быстрее современных лидаров и более устойчиво к внешним шумам. Работа представлена в журнале Nature.
Лидар (LiDAR) служит для измерения расстояний и скоростей объектов с помощью лазера. Основной принцип работы этих устройств основан на анализе временной задержки между передаваемыми и принимаемыми сигналами. В последние годы интерес к лидару подогревается развитием беспилотных автомобилей, где необходимо быстро распознавать и классифицировать объекты в условиях не самой лучшей видимости: по сравнению с обычными камерами, лидар может эффективно распознавать объекты при плохом освещении или плохих погодных условиях. В последнем ему помогают алгоритмы фильтрации. Также лидары активно применяются в устройствах дополненной реальности.
Существует два основных типа лидаров: работающие по принципу time-of-flight и использующие когерентные свойства лазера. Большинство современных устройств полагается на измерения time-of-flight, где расстояние до объекта определяется с помощью прямого измерения временной задержки между передаваемым и принимаемым лазерными импульсами. Такой метод часто использует несколько импульсов параллельно для объемного считывания, а информация о скорости объекта может быть получена только с помощью последовательных процессов передачи-отражения-измерения сигнала. Из-за множества последовательных измерений определение скорости становится трудной задачей, ведь в каждой итерации есть шум, который уменьшает эффективность устройства.
Другой тип измерения расстояния и скорости, когерентные лидары, посылает частотно-модулированные непрерывные волны на объект, а информация об отраженном сигнале определяется с помощью гомодинирования. Когерентные лидары обладают многими преимуществами, такими как повышенное разрешение на расстоянии, определение скорости с помощью эффекта Доплера (что можно сделать за одну итерацию) и устойчивость к шумам, таким как солнечный свет, помехи и сигналы других лидаров. Однако, основная техническая трудность заключается в распараллеливании сигнала лидара на основе непрерывных волн.
Группа физиков из Федеральной политехнической школы Лозанны под руководством профессора Тобиаса Киппенберга (Tobias J. Kippenberg) представила новую реализацию параллельного лидара с использованием нелинейной фотонной системы — высокодобротного резонатора из нитрида кремния, в котором лазерный луч преобразуется в стабильную оптическую последовательность импульсов.
Существует два основных типа лидаров: работающие по принципу time-of-flight и использующие когерентные свойства лазера. Большинство современных устройств полагается на измерения time-of-flight, где расстояние до объекта определяется с помощью прямого измерения временной задержки между передаваемым и принимаемым лазерными импульсами. Такой метод часто использует несколько импульсов параллельно для объемного считывания, а информация о скорости объекта может быть получена только с помощью последовательных процессов передачи-отражения-измерения сигнала. Из-за множества последовательных измерений определение скорости становится трудной задачей, ведь в каждой итерации есть шум, который уменьшает эффективность устройства.
Другой тип измерения расстояния и скорости, когерентные лидары, посылает частотно-модулированные непрерывные волны на объект, а информация об отраженном сигнале определяется с помощью гомодинирования. Когерентные лидары обладают многими преимуществами, такими как повышенное разрешение на расстоянии, определение скорости с помощью эффекта Доплера (что можно сделать за одну итерацию) и устойчивость к шумам, таким как солнечный свет, помехи и сигналы других лидаров. Однако, основная техническая трудность заключается в распараллеливании сигнала лидара на основе непрерывных волн.
Группа физиков из Федеральной политехнической школы Лозанны под руководством профессора Тобиаса Киппенберга (Tobias J. Kippenberg) представила новую реализацию параллельного лидара с использованием нелинейной фотонной системы — высокодобротного резонатора из нитрида кремния, в котором лазерный луч преобразуется в стабильную оптическую последовательность импульсов.
Комментарии читателей
