Wie vermeidet LIDAR Verwirrung in einer Umgebung, in der Hunderte anderer LIDARs scannen?

(Meta: Ich kenne keinen geeigneten Ort dafür auf Stack Exchange. Es scheint keine Gruppen zu geben, die sich mit autonomer Fahrtechnik und Computer-3D-Vision / Wahrnehmungssystemen befassen.)

Für selbstfahrende Fahrzeuge mit 3D-Tiefenwahrnehmung unterscheidet LIDAR auf einer Autobahn mit Hunderten anderer Fahrzeuge, die auch verschiedene andere LIDAR-Abtaststrahl- oder Spot-Field-Emissionsscanner (Kinect-Style) verwenden, die eigenen Signalrückflüsse vom Scan-Wesen von den anderen Systemen erledigt?

Bei einer extrem großen mehrspurigen Autobahn oder komplexen Kreuzungen mit mehreren Wegen können solche Emissionen in alle Richtungen und auf allen Oberflächen beobachtet werden, und es gibt keine Möglichkeit, die Strahlenemissionen anderer Scanner zu erkennen.

Dies scheint die wichtigste technische Hürde für die Implementierung von LIDAR für autonom fahrende Fahrzeuge zu sein. Es spielt keine Rolle, ob es perfekt funktioniert, wenn es das einzige Fahrzeug auf der Straße ist, das LIDAR verwendet.

Die eigentliche Frage ist, wie damit umgegangen werden soll, dass in einem zukünftigen Szenario, in dem LIDAR in jedem Fahrzeug vorhanden ist, möglicherweise mit mehreren Scannern pro Fahrzeug und Scannen in alle Richtungen um jedes Fahrzeug herum, mit Störsignalen von ähnlichen Systemen überflutet wird.

Ist es in der Lage, normal zu funktionieren, kann es sein eigenes Scannen irgendwie unterscheiden und andere ablehnen, oder kann es im schlimmsten Fall vollständig versagen und nur Mülldaten melden, die unbrauchbar sind, und es weiß nicht, dass es Mülldaten meldet?

Dies scheint zumindest ein starkes Argument für eine passive 3D-Bildverarbeitung zu sein, die nur auf der Integration von natürlichem Licht und Stereokamera-Tiefen basiert, wie dies im menschlichen Gehirn der Fall ist.

radar

— Dale Mahalko
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Oder Sie kennen ... die Augengefahr. Um Ihr eigenes Rücksignal von anderen zu unterscheiden, können Sie eine Modulation oder Autokorrelation durchführen. Ich bin mir nicht sicher, wie kompatibel das mit Flugzeitschemata ist, aber es würde die Verarbeitung in etwas erhöhen, das bereits extrem kleine Zeitunterschiede unterscheiden muss.

— DKNguyen

@DKNguyen, Sie können Ihren Laser mit einem RF-Subträger modulieren und jede Art von RF- oder Phasenmodulation durchführen, die Sie für diesen Subträger wünschen.

— Das Photon

@VoltageSpike Nun, TDMA (Time Division Multiple Access) ist eine Möglichkeit, aber CDMA (Code Division Multiple Access) ist weitaus ausgefeilter. Leider habe ich diese Dinge vor mehr als 20 Jahren studiert und hatte seitdem keine Auffrischung mehr. Ich erinnere mich, als ich sie studierte, dachte ich "TDMA oder FDMA? Meh! Einfache Konzepte.", Während CDMA umwerfend war! Im Wesentlichen mischen Sie jeden Stream (von jedem Benutzer) mit einer anderen numerischen orthogonalen Codesequenz. Die Extraktion des richtigen Streams erfolgt durch mathematische Operationen, die die spezifische Codesequenz einbeziehen. Der Rest der Streams erscheint nur als Hintergrundgeräusch.

— Lorenzo Donati unterstützt Monica

@ThePhoton Wenn Sie "Phasenmodulation" sagen, beziehen Sie sich tatsächlich auf die Modulation der Phase des Photons / der elektromagnetischen Welle, wie es normalerweise gemeint wäre, wenn wir über Radio sprechen würden? Oder beziehen Sie sich auf die Modulation der Phase der Amplitudenvariationen (der Helligkeit) des Lasers? Weil ich verstehe, dass wir die tatsächliche Phase einzelner Photonen nur wenig kontrollieren können, solange Laser nicht von einer optischen Antenne erzeugt werden.

— DKNguyen

@ DKNguyen, ich spreche über die Modulation des Unterträgers, AM, PM, FM, was auch immer.

— Das Photon

Antworten:

Kommerzielle LIDAR-Einheiten modulieren das Licht mit einer sehr langen Pseudozufallssequenz.

Die Modulation soll in erster Linie (1) eine Modulation zur Entfernungsbestimmung und (2) zur Vermeidung von Interferenzen mit Umgebungslichtquellen von Gleich- und Wechselstrom aufweisen.

Aufgrund der langen Sequenz ist es unwahrscheinlich, dass eine andere Quelle, auch eine modulierte wie eine andere LIDAR, an den Start geht und sich einmischt.

— Bob Jacobsen
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Genau. Die Interferenzprobleme bestehen mindestens ebenso stark aus Umgebungsgeräuschen, so dass das "konkurrierende" Geräusch im Vergleich dazu relativ klein ist.

— Paul Garrett

Gibt es einen Grund, warum Sie es nicht als FHSS bezeichnen? Ist es nicht wirklich FHSS?

— Wald

Der "FH" Teil fühlt sich für mich nicht ganz richtig an. Die Grundfarbe des Lasers ändert sich nicht, so dass das Hüpfen mehr zeitlich als frequenzmäßig ist. Ja, die Modulationssequenz bedeutet, dass der Laser SS ist, aber die Seitenbänder sind wirklich winzig.

— Bob Jacobsen

Kommt auf den LIDAR an. Meine Erfahrung damit ist veraltet (über 10 Jahre), aber ich kann mir nicht vorstellen, dass sich die Grundlagen so sehr geändert haben.

Die meisten werden eine Art Lock-In verwenden, um ihre Signale zu unterscheiden. Sie behandeln andere LIDARs als Rauschen, genauso wie sie etwas tun, das nicht an ihr Signal gebunden ist. Während Sie nicht die gleiche Frequenzbeweglichkeit wie ein Radar haben, haben Sie die Möglichkeit, Ihren Träger mithilfe der vielen Modulationsformen zu modulieren. Sie können das Modulationsschema nach Bedarf ändern, um das geringste Rauschen zu finden.

Es würde mindestens eine moderne DSP-Version eines Lock-in-Verstärkers oder einer vergleichbaren Version verwendet.

Nach mehr "Hinsehen" sieht es auch so aus, als hätten einige Forschungsversionen die Möglichkeit, Sender zu einem einzigen "Strahl" zusammenzufassen (falscher Begriff, der mir bekannt ist, aber leicht verständlich), und dies würde es viel schwieriger machen, die Bildgebungsdefinition zu verwirren und zu verbessern alles auf einmal. Weit über das hinaus, woran ich gearbeitet habe.

— GB - AE7OO
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