W jaki sposób LIDAR zapobiega pomyleniu w środowisku skanowanym przez setki innych LIDAR?

21

(Meta: Nie znam odpowiedniego miejsca na Stack Exchange. Wydaje się, że nie ma żadnych grup związanych z technologią autonomicznej jazdy i komputerowymi systemami wizyjnymi / postrzegania 3D.)

W przypadku pojazdów samobieżnych korzystających z LIDAR 3D na percepcji głębokości na autostradzie z setkami innych pojazdów, także wykorzystujących różne inne skanery emisyjne LIDAR lub skanery emisji w polu punktowym (w stylu kinect), w jaki sposób jest w stanie odróżnić własne sygnały zwrotne od skanowania zrobione przez inne systemy?

W przypadku wyjątkowo dużej wielopasmowej autostrady lub złożonych skrzyżowań wielopłaszczyznowych takie emisje można zobaczyć we wszystkich kierunkach, pokrywając wszystkie powierzchnie, i nie ma sposobu, aby uniknąć wykrycia emisji wiązki z innych skanerów.

Wydaje się, że jest to główna przeszkoda techniczna we wdrażaniu LIDAR dla autonomicznych pojazdów. Nie ma znaczenia, czy działa idealnie, jeśli jest to jedyny pojazd na drodze korzystający z LIDAR.

Prawdziwe pytanie dotyczy tego, jak radzi sobie z zalewaniem fałszywymi sygnałami z podobnych systemów w przyszłym scenariuszu, w którym LIDAR jest obecny na każdym pojeździe, potencjalnie z wieloma skanerami na pojazd i skanowaniem we wszystkich kierunkach wokół każdego pojazdu.

Czy jest w stanie normalnie funkcjonować, czy może w jakiś sposób odróżnić własne skanowanie i odrzucić inne, lub w najgorszym przypadku może całkowicie zawieść i po prostu zgłosić niepotrzebne dane śmieciowe i nie wie, że zgłasza dane śmieciowe?

To przynajmniej wydaje się mocnym argumentem za pasywnym obrazem komputerowym 3D, opartym tylko na integracji światła naturalnego i głębokości kamery stereo, tak jak dzieje się to w ludzkim mózgu.

Dale Mahalko
źródło
1
Albo wiesz ... ryzyko oczu. Jeśli chodzi o odróżnienie własnego sygnału zwrotnego od innych, możesz wykonać modulację lub autokorelację. Nie jestem pewien, czy jest to zgodne ze schematami czasu przelotu, ale zwiększyłoby przetwarzanie w czymś, co już musi rozróżnić bardzo małe różnice w czasie.
DKNguyen,
3
@DKNguyen, możesz modulować laser za pomocą podnośnej RF i wykonywać dowolną modulację RF lub fazową na tej podnośnej.
Photon
3
@VoltageSpike Cóż, TDMA (Time Division Multiple Access) jest jednym ze sposobów, ale CDMA (Code Division Multiple Access) jest znacznie bardziej wyrafinowany. Niestety, studiowałem te rzeczy ponad 20 lat temu i od tego czasu nie miałem odświeżacza. Pamiętam, kiedy je studiowałem, myślałem „TDMA czy FDMA? Meh! Łatwe koncepcje”, podczas gdy CDMA było zadziwiające! Zasadniczo miksujesz każdy strumień (od każdego użytkownika) z inną numeryczną ortogonalną sekwencją kodu. Wyodrębnianie odpowiedniego strumienia odbywa się za pomocą operacji matematycznych obejmujących określoną sekwencję kodu. Reszta strumieni wygląda jak szum tła.
Lorenzo Donati wspiera Monikę
1
@ThePhoton Kiedy mówisz „modulacja fazowa”, czy rzeczywiście masz na myśli modulowanie fazy fotonu / fali elektromagnetycznej, co normalnie rozumiemy, jeśli mówimy o radiu? A może masz na myśli modulowanie fazy zmian amplitudy (jasności) lasera? Ponieważ rozumiem, że dopóki lasery nie są wytwarzane przez antenę optyczną, mamy niewielką kontrolę nad faktyczną fazą poszczególnych fotonów.
DKNguyen,
2
@DKNguyen, mówię o modulowaniu podnośnej, AM, PM, FM, cokolwiek.
Photon

Odpowiedzi:

28

Komercyjne jednostki LIDAR modulują światło za pomocą bardzo długiej pseudolosowej sekwencji.

Modulacja polega przede wszystkim na (1) modulacji do określania odległości i (2) w celu uniknięcia zakłóceń ze źródłami światła zewnętrznego prądu stałego i przemiennego.

Długa sekwencja sprawia, że ​​jest mało prawdopodobne, aby jakiekolwiek inne źródło, nawet modulowane jak inne LIDAR, ustawiło się w linii i zakłócało.

Bob Jacobsen
źródło
Dokładnie. Problemy z zakłóceniami występują co najmniej równie znacząco z powodu hałasu otoczenia, więc „konkurencyjny” hałas jest stosunkowo niewielki dla porównania.
Paul Garrett
Czy istnieje powód, dla którego nie określasz tego mianem FHSS? Czy to nie FHSS?
las
Część „FH” nie jest dla mnie w porządku. Podstawowy kolor lasera nie zmienia się, więc skakanie trwa dłużej niż częstotliwość. Tak, sekwencja modulacji oznacza, że ​​laser jest SS, ale boczne pasma są naprawdę małe.
Bob Jacobsen
10

Zależy od LIDAR. Moje doświadczenie z tym jest nieaktualne (ponad 10 lat), ale nie mogę sobie wyobrazić, że podstawy tak bardzo się zmieniły.

Większość będzie stosować formę blokady w celu rozróżnienia swoich sygnałów. Traktują inne LIDAR jako hałas, tak jak robią wszystko, co nie jest zablokowane na ich sygnał. Chociaż nie masz takiej samej zwinności częstotliwości, jak radar, masz możliwość modulowania swojej nośnej przy użyciu wielu form modulacji. Mogą zdecydowanie zmienić schemat modulacji zgodnie z wymaganiami, aby znaleźć najmniejszy szum.

Nowoczesna wersja DSP Lock in Amplifier lub równoważna byłaby używana co najmniej.

Po bardziej „rozglądaniu się” dookoła, wygląda również na to, że niektóre wersje badawcze mają możliwość łączenia nadajników w jedną „wiązkę” (zły termin, wiem, ale łatwy do zrozumienia), a to znacznie utrudniłoby pomylenie i zwiększenie definicji obrazowania wszystko za jednym zamachem. Daleko poza tym, nad czym pracowałem.

GB - AE7OO
źródło