汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的案例
Ansys助力Oculii重構(gòu)汽車雷達(dá)系統(tǒng)
Oculii與Ansys達(dá)成新合作以加速研發(fā)自動(dòng)駕駛技術(shù)
主要亮點(diǎn)
Oculii采用Ansys電磁解決方案以大幅改進(jìn)汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)
Ansys HFSS有助于縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，加速產(chǎn)品上市
雷達(dá)在主動(dòng)安全領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了市場(chǎng)最快增速，僅汽車領(lǐng)域就已售出1億到1.5億部
為了使自動(dòng)駕駛汽車（AV）可以更準(zhǔn)確地感知周圍環(huán)境，Oculii公司采用Ansys仿真解決方案，正著力研發(fā)用于雷達(dá)系統(tǒng)的人工智能（AI）軟件與硬件。Ansys技術(shù)可以提供高精度的仿真與模擬，推動(dòng)更精細(xì)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，從而縮短設(shè)計(jì)周期，并支持Oculii完成以更低成本實(shí)現(xiàn)高性能感知的目標(biāo)。
安全問(wèn)題，是自動(dòng)駕駛技術(shù)中最不可忽視的，這需要確保汽車?yán)走_(dá)高精度地感知任意的周邊環(huán)境。而提高雷達(dá)的分辨率，意味著更大的天線尺寸、功耗以及增加成本，這是商業(yè)雷達(dá)系統(tǒng)長(zhǎng)期以來(lái)面臨的挑戰(zhàn)。當(dāng)前的自動(dòng)駕駛，采用增加不同種類的傳感器，來(lái)彌補(bǔ)雷達(dá)分辨率不足的問(wèn)題，這同樣會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。而Oculii公司充分挖掘了商用雷達(dá)的潛力，利用人工智能學(xué)習(xí)和適應(yīng)環(huán)境，將分辨率提高了100倍。
Oculii正在使用Ansys仿真解決方案，為雷達(dá)系統(tǒng)開發(fā)AI軟件和硬件，使自動(dòng)駕駛汽車能夠更準(zhǔn)確地感知周圍環(huán)境。
展開 Ansys助力Oculii重構(gòu)汽車雷達(dá)系統(tǒng)
Oculii與Ansys達(dá)成新合作以加速研發(fā)自動(dòng)駕駛技術(shù)
主要亮點(diǎn)
Oculii采用Ansys電磁解決方案以大幅改進(jìn)汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)
Ansys HFSS有助于縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，加速產(chǎn)品上市
雷達(dá)在主動(dòng)安全領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了市場(chǎng)最快增速，僅汽車領(lǐng)域就已售出1億到1.5億部
為了使自動(dòng)駕駛汽車（AV）可以更準(zhǔn)確地感知周圍環(huán)境，Oculii公司采用Ansys仿真解決方案，正著力研發(fā)用于雷達(dá)系統(tǒng)的人工智能（AI）軟件與硬件。Ansys技術(shù)可以提供高精度的仿真與模擬，推動(dòng)更精細(xì)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，從而縮短設(shè)計(jì)周期，并支持Oculii完成以更低成本實(shí)現(xiàn)高性能感知的目標(biāo)。
安全問(wèn)題，是自動(dòng)駕駛技術(shù)中最不可忽視的，這需要確保汽車?yán)走_(dá)高精度地感知任意的周邊環(huán)境。而提高雷達(dá)的分辨率，意味著更大的天線尺寸、功耗以及增加成本，這是商業(yè)雷達(dá)系統(tǒng)長(zhǎng)期以來(lái)面臨的挑戰(zhàn)。當(dāng)前的自動(dòng)駕駛，采用增加不同種類的傳感器，來(lái)彌補(bǔ)雷達(dá)分辨率不足的問(wèn)題，這同樣會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。而Oculii公司充分挖掘了商用雷達(dá)的潛力，利用人工智能學(xué)習(xí)和適應(yīng)環(huán)境，將分辨率提高了100倍。
Oculii正在使用Ansys仿真解決方案，為雷達(dá)系統(tǒng)開發(fā)AI軟件和硬件，使自動(dòng)駕駛汽車能夠更準(zhǔn)確地感知周圍環(huán)境。(圖片來(lái)源：Oculii)
Ansys HFSS可幫助Oculii評(píng)估和優(yōu)化雷達(dá)傳輸?shù)年P(guān)鍵要素，包括天線和傳感器布局與性能，實(shí)現(xiàn)80%-90%的預(yù)測(cè)精度，提高總體設(shè)計(jì)速度。
展開 經(jīng)緯恒潤(rùn)激光雷達(dá)集成系統(tǒng)全面提升激光雷達(dá)的使用體驗(yàn)
汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)通常可分為感知層、決策層、執(zhí)行層，以激光雷達(dá)、攝像頭為代表的傳感器是自動(dòng)駕駛感知層不可或缺的組成部分，但在傳感器整車集成方面，主機(jī)廠卻面臨著幾大痛點(diǎn)：
· 固定且外凸的激光雷達(dá)會(huì)給造型的美觀程度以及整車空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)
· 復(fù)雜惡劣天氣環(huán)境下，激光雷達(dá)鏡面容易因受干擾而無(wú)法在最佳狀態(tài)下運(yùn)行
· 激光雷達(dá)做為高單價(jià)傳感器存在較大的被盜風(fēng)險(xiǎn)
經(jīng)緯恒潤(rùn)自主研發(fā)的激光雷達(dá)集成系統(tǒng)可以為傳感器集成提供智能化的解決方案，是自動(dòng)駕駛技術(shù)的重要組成部分。經(jīng)緯恒潤(rùn)激光雷達(dá)集成系統(tǒng)包含激光雷達(dá)收納機(jī)構(gòu)和激光雷達(dá)清洗系統(tǒng)，整套系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)自動(dòng)隱藏、展開，同時(shí)具備鏡面自動(dòng)清洗功能。采用該套系統(tǒng)，可以：
· 提升車輛的整體造型美觀度
· 提升整車空氣動(dòng)力學(xué)性能
· 滿足激光雷達(dá)全天候的使用場(chǎng)景要求
· 非工作狀態(tài)下有效保護(hù)傳感器
激光雷達(dá)集成系統(tǒng)
經(jīng)緯恒潤(rùn)激光雷達(dá)集成系統(tǒng)目前已配套路特斯旗下的多款車型，其中Eletre已開啟預(yù)售，將于今年下半年在武漢智能工廠實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)，首批車型預(yù)計(jì)2023年開始交付。
路特斯Eletre
經(jīng)緯恒潤(rùn)智能駕駛產(chǎn)品線涵蓋環(huán)境感知系統(tǒng)、決策規(guī)劃系統(tǒng)和控制執(zhí)行系統(tǒng)，具備向上集成完整智能駕駛方案的軟硬件產(chǎn)品基礎(chǔ)，是目前國(guó)內(nèi)少數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋智能駕駛電子產(chǎn)品、研發(fā)服務(wù)及解決方案、高級(jí)別智能駕駛整體解決方案，能夠提供智能駕駛?cè)珬Ｊ浇鉀Q方案的供應(yīng)商。未來(lái)，經(jīng)緯恒潤(rùn)將緊跟汽車行業(yè)發(fā)展大勢(shì)，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，努力為國(guó)內(nèi)外客戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)，為汽車行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量！
展開 行業(yè)應(yīng)用方案 | 雷達(dá)天線與系統(tǒng)
雷達(dá)，是英文Radar的音譯，專指利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備。雷達(dá)系統(tǒng)通過(guò)天線可以發(fā)射電磁波，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并由天線接收其回波，由此獲得目標(biāo)至發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率、方位、高度等信息。雷達(dá)技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，如機(jī)載預(yù)警雷達(dá)、彈載導(dǎo)引雷達(dá)、測(cè)高雷達(dá)、搜索雷達(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)、防撞雷達(dá)、測(cè)速雷達(dá)、敵我識(shí)別雷達(dá)等。由于要適應(yīng)各種極端工況，全天候工作，以及小型化、多功能化、集成化、抗干擾、高可靠性等發(fā)展的要求，雷達(dá)的性能指標(biāo)越來(lái)越高，給工程設(shè)計(jì)人員帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工程設(shè)計(jì)越來(lái)越離不開CAE軟件的設(shè)計(jì)仿真。對(duì)于雷達(dá)與天線系統(tǒng)的工程應(yīng)用來(lái)說(shuō)，更是如此。由于雷達(dá)系統(tǒng)的復(fù)雜性，涉及的工程設(shè)計(jì)與仿真覆蓋了多個(gè)領(lǐng)域，如系統(tǒng)力學(xué)仿真與設(shè)計(jì)、天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真、信號(hào)完整性分析、多物理場(chǎng)仿真與設(shè)計(jì)、電磁兼容分析與設(shè)計(jì)等。全面、完備的仿真設(shè)計(jì)，能夠提高仿真置信度，實(shí)現(xiàn)可預(yù)測(cè)性設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)前移，將所有設(shè)計(jì)通過(guò)數(shù)字化仿真進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)仿真改進(jìn)設(shè)計(jì)，模擬系統(tǒng)的真實(shí)工作狀況和故障狀態(tài)等。
Ansys解決方案
Ansys工程仿真系列產(chǎn)品是擁有最全面的、最完善的仿真解決方案，可涵蓋雷達(dá)電子系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、氣動(dòng)力學(xué)等各方面的仿真分析，具備專業(yè)的AEDT電、熱、力分析工具，以及多物理場(chǎng)仿真平臺(tái)Workbench。
展開 
[Optiwave] OptiSystem應(yīng)用：激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
簡(jiǎn)介：激光探測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)(LIDAR)
以下四個(gè)示例設(shè)計(jì)演示了如何使用OptiSystem模擬光檢測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)（LIDAR），具體如下：
□ 激光脈沖飛行時(shí)間測(cè)量
□ 相移測(cè)距
□ 調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）直接檢測(cè)測(cè)距和調(diào)頻連續(xù)波相干測(cè)距
圖1.使用直接檢測(cè)的FMCW LIDAR OptiSystem模型示例視圖
1.測(cè)距(飛行時(shí)間)
1）原理簡(jiǎn)介
使用激光脈沖，飛行時(shí)間測(cè)距法測(cè)量發(fā)射脈沖從發(fā)射裝置行進(jìn)到目標(biāo)并返回接收器所花費(fèi)的時(shí)間。 然后計(jì)算距離[1]
c是光速。
接收信號(hào)功率是根據(jù)擴(kuò)展目標(biāo)模型確定的，計(jì)算如下[2]
其中 Pt 是傳輸光功率，D 是接收器孔徑， ρ 目標(biāo)反射率， ?atm 是大氣損耗系數(shù)，?opt 是光傳輸系統(tǒng)損耗因子，R 是目標(biāo)范圍。
為了可靠地確定到達(dá)脈沖的出發(fā)時(shí)間，使用恒比定時(shí)測(cè)量[3]方法（用Cpp組件實(shí)現(xiàn)）。
圖2.測(cè)距儀（TofF）布局
2）應(yīng)用案例
□ 下面的示例中，一個(gè)高斯脈沖(峰值脈沖時(shí)間= 1 us) 傳輸過(guò)后從虛擬目標(biāo)反射(由自由空間信道模型 (擴(kuò)展目標(biāo))定義) ) 。經(jīng)過(guò)衰減和延遲后，通過(guò)Cpp組件恒比定時(shí)測(cè)量法檢測(cè)和后處理接收到的信號(hào)。
□ 接收到的脈沖是在抽樣時(shí)間6.02e-06秒觸發(fā)的，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)該范圍為751.27 m（與全局參數(shù)范圍設(shè)置為750 m相比較）。 通過(guò)改變輸入?yún)?shù)CFTDelay，CFTFraction，CFTNoiseThreshold可以修改恒比鑒別器的靈敏度。
圖3.激光測(cè)距系統(tǒng)
2.測(cè)距(相移)
測(cè)量對(duì)象/目標(biāo)的距離的另一種方法是使用相移測(cè)距儀。
展開 無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)測(cè)繪系統(tǒng)應(yīng)用
無(wú)人機(jī)LiDAR激光探測(cè)與測(cè)量
LiDAR激光探測(cè)與測(cè)量，也就是激光雷達(dá)。是一種遙感技術(shù)，它使用快速激光脈沖來(lái)繪制地球表面的地圖。LiDAR 在用于創(chuàng)建用于各種業(yè)務(wù)應(yīng)用程序的高分辨率數(shù)字表面、地形和高程模型時(shí)非常有用。
在過(guò)去的十年中，無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)環(huán)境測(cè)繪的監(jiān)測(cè)領(lǐng)域發(fā)展迅速，而無(wú)人機(jī)激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)使得無(wú)人機(jī)在測(cè)繪監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的市場(chǎng)更為廣闊。
LiDAR 系統(tǒng)，可以收集和映射對(duì)象的詳細(xì)信息和精確的 3D 模型：例如，植物、樹木、建筑物、堤防等基礎(chǔ)設(shè)施和地表。
光探測(cè)和測(cè)距 (LiDAR) 的工作原理是將激光脈沖快速連續(xù)地發(fā)送到一系列準(zhǔn)確定義的方向。測(cè)量每個(gè)激光脈沖從目標(biāo)反射并返回到 LiDAR 掃描儀所需的傳播時(shí)間，可以重建掃描儀周圍表面的距離和方向。將 LiDAR 掃描儀連接到像無(wú)人機(jī)這樣的移動(dòng)平臺(tái)上，可以在無(wú)人機(jī)平臺(tái)向前移動(dòng)時(shí)對(duì)更大的表面積進(jìn)行 3D 映射。
激光雷(LiDAR)搭載無(wú)人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域
1.事故現(xiàn)場(chǎng)
LiDAR 是一種主動(dòng)系統(tǒng)，它使用紫外光、近紅外光對(duì)不需要外部光的物體進(jìn)行成像以進(jìn)行有效映射。例如，在夜間監(jiān)測(cè)洲際堆積時(shí)，可以輕松部署配備 LiDAR 無(wú)人機(jī)，單次通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)。
作為基于無(wú)人機(jī)的解決方案，可以即時(shí)返回具有可見細(xì)節(jié)的準(zhǔn)確信息，然后可以作為證據(jù)在法庭上接受。在地面，清障人員和環(huán)衛(wèi)人員可以快速開始清理過(guò)程，通過(guò)解放通勤者和減少事故人員的開支，節(jié)省數(shù)千甚至數(shù)百萬(wàn)美元。
2. 農(nóng)林調(diào)查
森林規(guī)模龐大，管理這些廣闊的地區(qū)可能會(huì)讓人不知所措。評(píng)估森林清單的傳統(tǒng)方法既耗時(shí)又低效——有時(shí)僅僅是大面積的粗略估計(jì)。
展開 OptiSystem 應(yīng)用:激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
簡(jiǎn)介：激光探測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)(LIDAR)
以下四個(gè)示例設(shè)計(jì)演示了如何使用OptiSystem模擬光檢測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)（LIDAR），具體如下：
?激光脈沖飛行時(shí)間測(cè)量
?相移測(cè)距
?調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）直接檢測(cè)測(cè)距和調(diào)頻連續(xù)波相干測(cè)距
圖1使用直接檢測(cè)的FMCW LIDAR OptiSystem模型示例視圖
1.測(cè)距(飛行時(shí)間)
1)原理簡(jiǎn)介
?使用激光脈沖，飛行時(shí)間測(cè)距法測(cè)量發(fā)射脈沖從發(fā)射裝置行進(jìn)到目標(biāo)并返回接收器所花費(fèi)的時(shí)間。 然后計(jì)算距離[1]
c是光速。
?接收信號(hào)功率是根據(jù)擴(kuò)展目標(biāo)模型確定的，計(jì)算如下[2]
其中Pt是傳輸光功率，D是接收器孔徑，ρ目標(biāo)反射率，tatm是大氣損耗系數(shù)，topt是光傳輸系統(tǒng)損耗因子，R是目標(biāo)范圍。
?為了可靠地確定到達(dá)脈沖的出發(fā)時(shí)間，使用恒比定時(shí)測(cè)量[3]方法（用Cpp組件實(shí)現(xiàn)）。
圖2測(cè)距儀（TofF）布局
2)應(yīng)用案例
?下面的示例中，一個(gè)高斯脈沖(峰值脈沖時(shí)間= 1 us) 傳輸過(guò)后從虛擬目標(biāo)反射(由自由空間信道模型 (擴(kuò)展目標(biāo))定義)) 。經(jīng)過(guò)衰減和延遲后，通過(guò)Cpp組件恒比定時(shí)測(cè)量法檢測(cè)和后處理接收到的信號(hào)。
?接收到的脈沖是在抽樣時(shí)間6.02e-06秒觸發(fā)的，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)該范圍為751.27 m（與全局參數(shù)范圍設(shè)置為750 m相比較）。 通過(guò)改變輸入?yún)?shù)CFTDelay，CFTFraction，CFTNoiseThreshold可以修改恒比鑒別器的靈敏度。
圖3激光測(cè)距系統(tǒng)
2.測(cè)距(相移)
?測(cè)量對(duì)象/目標(biāo)的距離的另一種方法是使用相移測(cè)距儀。 利用該方法，光源以特定頻率Rf被調(diào)制并且朝向目標(biāo)傳送。 然后用PIN光電二極管跟隨外差接收器檢測(cè)反射信號(hào)。
展開 行業(yè)應(yīng)用方案 | 雷達(dá)天線與系統(tǒng)
Ansys 行業(yè)應(yīng)用方案連載（2） | 雷達(dá)天線與系統(tǒng)
雷達(dá)，是英文Radar的音譯，專指利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備。雷達(dá)系統(tǒng)通過(guò)天線可以發(fā)射電磁波，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并由天線接收其回波，由此獲得目標(biāo)至發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率、方位、高度等信息。雷達(dá)技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，如機(jī)載預(yù)警雷達(dá)、彈載導(dǎo)引雷達(dá)、測(cè)高雷達(dá)、搜索雷達(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)、防撞雷達(dá)、測(cè)速雷達(dá)、敵我識(shí)別雷達(dá)等。由于要適應(yīng)各種極端工況，全天候工作，以及小型化、多功能化、集成化、抗干擾、高可靠性等發(fā)展的要求，雷達(dá)的性能指標(biāo)越來(lái)越高，給工程設(shè)計(jì)人員帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工程設(shè)計(jì)越來(lái)越離不開CAE軟件的設(shè)計(jì)仿真。對(duì)于雷達(dá)與天線系統(tǒng)的工程應(yīng)用來(lái)說(shuō)，更是如此。由于雷達(dá)系統(tǒng)的復(fù)雜性，涉及的工程設(shè)計(jì)與仿真覆蓋了多個(gè)領(lǐng)域，如系統(tǒng)力學(xué)仿真與設(shè)計(jì)、天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真、信號(hào)完整性分析、多物理場(chǎng)仿真與設(shè)計(jì)、電磁兼容分析與設(shè)計(jì)等。全面、完備的仿真設(shè)計(jì)，能夠提高仿真置信度，實(shí)現(xiàn)可預(yù)測(cè)性設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)前移，將所有設(shè)計(jì)通過(guò)數(shù)字化仿真進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)仿真改進(jìn)設(shè)計(jì)，模擬系統(tǒng)的真實(shí)工作狀況和故障狀態(tài)等。
Ansys解決方案
Ansys工程仿真系列產(chǎn)品是擁有最全面的、最完善的仿真解決方案，可涵蓋雷達(dá)電子系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、氣動(dòng)力學(xué)等各方面的仿真分析，具備專業(yè)的AEDT電、熱、力分析工具，以及多物理場(chǎng)仿真平臺(tái)Workbench。
展開 OptiSystem應(yīng)用：激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
簡(jiǎn)介：激光探測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)(LIDAR)
以下四個(gè)示例設(shè)計(jì)演示了如何使用OptiSystem模擬光檢測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)（LIDAR），具體如下：
激光脈沖飛行時(shí)間測(cè)量
相移測(cè)距
調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）直接檢測(cè)測(cè)距和調(diào)頻連續(xù)波相干測(cè)距
圖1.使用直接檢測(cè)的FMCW LIDAR OptiSystem模型示例視圖
1.測(cè)距(飛行時(shí)間)
原理簡(jiǎn)介
使用激光脈沖，飛行時(shí)間測(cè)距法測(cè)量發(fā)射脈沖從發(fā)射裝置行進(jìn)到目標(biāo)并返回接收器所花費(fèi)的時(shí)間。 然后計(jì)算距離[1]
c是光速。
接收信號(hào)功率是根據(jù)擴(kuò)展目標(biāo)模型確定的，計(jì)算如下[2]
其中 Pt 是傳輸光功率，D 是接收器孔徑， ρ 目標(biāo)反射率， 是大氣損耗系數(shù)，是光傳輸系統(tǒng)損耗因子，R 是目標(biāo)范圍。
為了可靠地確定到達(dá)脈沖的出發(fā)時(shí)間，使用恒比定時(shí)測(cè)量[3]方法（用Cpp組件實(shí)現(xiàn)）。
圖2.測(cè)距儀（TofF）布局
應(yīng)用案例
下面的示例中，一個(gè)高斯脈沖(峰值脈沖時(shí)間= 1 us) 傳輸過(guò)后從虛擬目標(biāo)反射(由自由空間信道模型 (擴(kuò)展目標(biāo))定義) ) 。經(jīng)過(guò)衰減和延遲后，通過(guò)Cpp組件恒比定時(shí)測(cè)量法檢測(cè)和后處理接收到的信號(hào)。
接收到的脈沖是在抽樣時(shí)間6.02e-06秒觸發(fā)的，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)該范圍為751.27 m（與全局參數(shù)范圍設(shè)置為750 m相比較）。 通過(guò)改變輸入?yún)?shù)CFTDelay，CFTFraction，CFTNoiseThreshold可以修改恒比鑒別器的靈敏度。
圖3.激光測(cè)距系統(tǒng)
2.測(cè)距(相移)
測(cè)量對(duì)象/目標(biāo)的距離的另一種方法是使用相移測(cè)距儀。 利用該方法，光源以特定頻率Rf被調(diào)制并且朝向目標(biāo)傳送。 然后用PIN光電二極管跟隨外差接收器檢測(cè)反射信號(hào)。
展開 OptiSystem應(yīng)用：激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
簡(jiǎn)介：激光探測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)(LIDAR)
以下四個(gè)示例設(shè)計(jì)演示了如何使用OptiSystem模擬光檢測(cè)和測(cè)距系統(tǒng)（LIDAR），具體如下：
激光脈沖飛行時(shí)間測(cè)量
相移測(cè)距
調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）直接檢測(cè)測(cè)距和調(diào)頻連續(xù)波相干測(cè)距
圖1.使用直接檢測(cè)的FMCW LIDAR OptiSystem模型示例視圖
1.測(cè)距(飛行時(shí)間)
原理簡(jiǎn)介
使用激光脈沖，飛行時(shí)間測(cè)距法測(cè)量發(fā)射脈沖從發(fā)射裝置行進(jìn)到目標(biāo)并返回接收器所花費(fèi)的時(shí)間。 然后計(jì)算距離[1]
c是光速。
接收信號(hào)功率是根據(jù)擴(kuò)展目標(biāo)模型確定的，計(jì)算如下[2]
其中 Pt 是傳輸光功率，D 是接收器孔徑， ρ 目標(biāo)反射率， 是大氣損耗系數(shù)，是光傳輸系統(tǒng)損耗因子，R 是目標(biāo)范圍。
為了可靠地確定到達(dá)脈沖的出發(fā)時(shí)間，使用恒比定時(shí)測(cè)量[3]方法（用Cpp組件實(shí)現(xiàn)）。
圖2.測(cè)距儀（TofF）布局
應(yīng)用案例
下面的示例中，一個(gè)高斯脈沖(峰值脈沖時(shí)間= 1 us) 傳輸過(guò)后從虛擬目標(biāo)反射(由自由空間信道模型 (擴(kuò)展目標(biāo))定義) ) 。經(jīng)過(guò)衰減和延遲后，通過(guò)Cpp組件恒比定時(shí)測(cè)量法檢測(cè)和后處理接收到的信號(hào)。
接收到的脈沖是在抽樣時(shí)間6.02e-06秒觸發(fā)的，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)該范圍為751.27 m（與全局參數(shù)范圍設(shè)置為750 m相比較）。 通過(guò)改變輸入?yún)?shù)CFTDelay，CFTFraction，CFTNoiseThreshold可以修改恒比鑒別器的靈敏度。
圖3.激光測(cè)距系統(tǒng)
2.測(cè)距(相移)
測(cè)量對(duì)象/目標(biāo)的距離的另一種方法是使用相移測(cè)距儀。 利用該方法，光源以特定頻率Rf被調(diào)制并且朝向目標(biāo)傳送。 然后用PIN光電二極管跟隨外差接收器檢測(cè)反射信號(hào)。
展開 行業(yè)應(yīng)用方案 | 雷達(dá)天線與系統(tǒng)
雷達(dá)，是英文Radar的音譯，專指利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備。雷達(dá)系統(tǒng)通過(guò)天線可以發(fā)射電磁波，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射并由天線接收其回波，由此獲得目標(biāo)至發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率、方位、高度等信息。雷達(dá)技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，如機(jī)載預(yù)警雷達(dá)、彈載導(dǎo)引雷達(dá)、測(cè)高雷達(dá)、搜索雷達(dá)、導(dǎo)航雷達(dá)、防撞雷達(dá)、測(cè)速雷達(dá)、敵我識(shí)別雷達(dá)等。由于要適應(yīng)各種極端工況，全天候工作，以及小型化、多功能化、集成化、抗干擾、高可靠性等發(fā)展的要求，雷達(dá)的性能指標(biāo)越來(lái)越高，給工程設(shè)計(jì)人員帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工程設(shè)計(jì)越來(lái)越離不開CAE軟件的設(shè)計(jì)仿真。對(duì)于雷達(dá)與天線系統(tǒng)的工程應(yīng)用來(lái)說(shuō)，更是如此。由于雷達(dá)系統(tǒng)的復(fù)雜性，涉及的工程設(shè)計(jì)與仿真覆蓋了多個(gè)領(lǐng)域，如系統(tǒng)力學(xué)仿真與設(shè)計(jì)、天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真、信號(hào)完整性分析、多物理場(chǎng)仿真與設(shè)計(jì)、電磁兼容分析與設(shè)計(jì)等。全面、完備的仿真設(shè)計(jì)，能夠提高仿真置信度，實(shí)現(xiàn)可預(yù)測(cè)性設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)前移，將所有設(shè)計(jì)通過(guò)數(shù)字化仿真進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)仿真改進(jìn)設(shè)計(jì)，模擬系統(tǒng)的真實(shí)工作狀況和故障狀態(tài)等。
Ansys解決方案
Ansys工程仿真系列產(chǎn)品是擁有最全面的、最完善的仿真解決方案，可涵蓋雷達(dá)電子系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、氣動(dòng)力學(xué)等各方面的仿真分析，具備專業(yè)的AEDT電、熱、力分析工具，以及多物理場(chǎng)仿真平臺(tái)Workbench。
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立體視覺(jué)+慣導(dǎo)+激光雷達(dá)SLAM系統(tǒng)
摘要
本文提出的立體視覺(jué)+慣導(dǎo)+激光雷達(dá)的SLAM系統(tǒng)，在比如隧道一些復(fù)雜場(chǎng)景下能夠?qū)崿F(xiàn)良好性能。VIL-SLAM通過(guò)將緊密耦合的立體視覺(jué)慣性里程計(jì)（VIO）與激光雷達(dá)建圖和激光雷達(dá)增強(qiáng)視覺(jué)環(huán)路閉合相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。該系統(tǒng)實(shí)時(shí)生成環(huán)閉合校正的6自由度激光雷達(dá)姿態(tài)和接近實(shí)時(shí)的1cm體素稠密點(diǎn)云。與最先進(jìn)的激光雷達(dá)方法相比，VIL-SLAM顯示了更高的精確度和魯棒性。
（a）傳感器設(shè)備（b）構(gòu)建室外場(chǎng)景模型
主要內(nèi)容
VIL-SLAM系統(tǒng)圖。傳感器為灰色，模塊為綠色。箭頭指示消息在系統(tǒng)中的流動(dòng)方式。深色粗箭頭表示系統(tǒng)實(shí)時(shí)輸出，淺色粗箭頭表示近實(shí)時(shí)后處理生成的輸出。
系統(tǒng)有四個(gè)模塊，如圖2所示。視覺(jué)前端從立體攝像機(jī)獲取立體圖像。它執(zhí)行幀到幀的跟蹤和立體幀匹配，并輸出立體匹配結(jié)果作為視覺(jué)測(cè)量。立體VIO采用立體匹配和IMU測(cè)量，在位姿圖上執(zhí)行IMU預(yù)積分和平滑緊耦合結(jié)果。該模塊根據(jù)IMU和攝像機(jī)輸出VIO姿態(tài)。LiDAR建圖模塊使用VIO的運(yùn)動(dòng)估計(jì)，并執(zhí)行LiDAR點(diǎn)去噪和掃描以進(jìn)行地圖配準(zhǔn)。回環(huán)閉合模塊進(jìn)行視覺(jué)環(huán)路檢測(cè)和初始環(huán)路約束估計(jì)，并通過(guò)稀疏點(diǎn)云ICP對(duì)準(zhǔn)進(jìn)一步精細(xì)配準(zhǔn)。對(duì)約束所有LiDAR姿態(tài)的全局姿態(tài)圖進(jìn)行增量式優(yōu)化，得到全局修正軌跡和實(shí)時(shí)LiDAR姿態(tài)修正。它們被送回激光雷達(dá)建圖模塊進(jìn)行地圖更新和重新定位。
展開 一款高性能微型合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)
一款高性能微型合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)，系統(tǒng) 采用脈沖體制，具有功能齊全，性能優(yōu)良，重量 輕等優(yōu)勢(shì)能夠搭載在多旋翼、垂起固定翼、直升 機(jī)等多種輕小型無(wú)人機(jī)平臺(tái)上，具有全天候、全 天時(shí)的遙感數(shù)據(jù)獲取能力。可廣泛應(yīng)用于國(guó)防、 地形測(cè)繪、制圖學(xué)、海洋研究、農(nóng)林生態(tài)監(jiān)控、 污染和災(zāi)害估計(jì)等領(lǐng)域。
Ansys Zemax | 使用 OpticStudio 進(jìn)行閃光激光雷達(dá)系統(tǒng)建模（中）
在消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域，工程師可利用激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)眾多功能，如面部識(shí)別和3D映射等。盡管激光雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛而且截然不同，但是 “閃光激光雷達(dá)” 解決方案通常都適用于在使用固態(tài)光學(xué)元件的目標(biāo)場(chǎng)景中生成可檢測(cè)的點(diǎn)陣列。憑借具有針對(duì)小型封裝結(jié)構(gòu)但可獲取三維空間數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢(shì)，固態(tài)激光雷達(dá)系統(tǒng)在智能手機(jī)和筆記本電腦等消費(fèi)類電子產(chǎn)品中日益普及。在這個(gè)系列的文章中，我們將探討如何使用 Ansys Zemax OpticStudio 對(duì)此類系統(tǒng)進(jìn)行建模，包括從序列初始設(shè)計(jì)到集成機(jī)械外殼的整個(gè)流程。
該文章為閃光激光雷達(dá)系統(tǒng)建模系列文章的第二篇。（點(diǎn)擊查看第一篇）
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激光雷達(dá)系統(tǒng)在工業(yè)界中有著多種場(chǎng)景下的應(yīng)用，對(duì)應(yīng)于不同種類的激光雷達(dá)系統(tǒng)（比如用于掃描元件或確定視野的系統(tǒng)等），本示例將主要探索如何使用衍射光學(xué)元件來(lái)復(fù)制光源陣列在目標(biāo)場(chǎng)景中的投影。成像透鏡系統(tǒng)隨后可觀察到投影的光源陣列，以獲取投射光線的飛行時(shí)間信息，進(jìn)而生成投影點(diǎn)的深度信息。
在本文中，我們將介紹如何將上篇的序列模式起始結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并向非序列模型中添加更多細(xì)節(jié)。我們還將應(yīng)用 ZOS-API 在閃光激光雷達(dá)系統(tǒng)中生成一些時(shí)間飛行結(jié)果。
初始轉(zhuǎn)換至非序列模式
為了觀察這兩個(gè)模塊結(jié)合成為整個(gè)系統(tǒng)將如何工作，我們可以在每個(gè)系統(tǒng)中使用 “轉(zhuǎn)換至非序列模式組” 工具（可以在 文件選項(xiàng)卡…轉(zhuǎn)換至非序列模式組 中找到）來(lái)生成照明和成像子系統(tǒng)的非序列模型。
展開 Ansys Zemax | 使用OpticStudio進(jìn)行閃光激光雷達(dá)系統(tǒng)建模（下）
在消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域，工程師可利用激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)眾多功能，如面部識(shí)別和3D映射等。盡管激光雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛而且截然不同，而“閃存激光雷達(dá)”解決方案適用于在使用固態(tài)光學(xué)元件的目標(biāo)場(chǎng)景中生成可檢測(cè)的點(diǎn)陣列。
憑借在針對(duì)小型封裝獲取三維空間數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢(shì)，固態(tài)激光雷達(dá)系統(tǒng)在智能手機(jī)和筆記本電腦等消費(fèi)類電子產(chǎn)品中日益普及。
在這個(gè)系列的文章中，我們將探討如何使用OpticStudio對(duì)此類系統(tǒng)進(jìn)行建模，包括從序列起始點(diǎn)到集成機(jī)械外殼的整個(gè)流程。該文章為閃光激光雷達(dá)系統(tǒng)建模系列文章的最后一篇。（點(diǎn)擊查看上期文章）
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簡(jiǎn)介
激光雷達(dá)系統(tǒng)在工業(yè)界中有著多種場(chǎng)景下的應(yīng)用，對(duì)應(yīng)于不同種類的激光雷達(dá)系統(tǒng)（比如用于掃描元件或確定視野的系統(tǒng)等），本示例將主要探索如何使用衍射光學(xué)元件來(lái)復(fù)制光源陣列在目標(biāo)場(chǎng)景中的投影。成像透鏡系統(tǒng)隨后可觀察到投影的光源陣列，以獲取投射光線的飛行時(shí)間信息，進(jìn)而生成投影點(diǎn)的深度信息。
在第三部分中，我們會(huì)介紹如何使用 Prepare for OpticsBuilder 將光學(xué)模型轉(zhuǎn)換為 .ZBD 文件。通過(guò)轉(zhuǎn)換，我們能夠在 OpticsBuilder 中打開光學(xué)模型，并用于受支持的 CAD 平臺(tái)，以生成機(jī)械外殼并執(zhí)行光線追跡驗(yàn)證。
使用Prepare for OpticsBuilder
在前兩篇文章中，我們已經(jīng)在OpticStudio中為閃存激光雷達(dá)系統(tǒng)創(chuàng)建了一個(gè)完整的端到端模型。
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