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  • 在LightTools中进行LiDAR光学系统模拟(2)

    作者:陈晨 来源:欧熠光电 时间:2021-01-28 12:05 阅读:1625 [投稿]
    LiDAR(激光雷达)光学系统越来越多地用于自动驾驶汽车的开发以及其他应用中,为了应对这种光学系统的准确模拟,LightTools从9.1版本开始加入光程长度网格模拟功能。

    光源模拟:

    为了减少全扫描所需的模拟数量(光源不同角度模拟),我们简化了模型,将LED光源替换为37个发射波长为905nm、功率为1W的柱面光源。

    - 每个光源代表单个脉冲位置,每个光源的角度间隔为0.5度,以覆盖整个18°视野

    - 发光光源是重叠的,每个光源都设置为不可追迹光线(互不干扰)

    - 每个光源的直径为2毫米,并且具有空间和角高斯切趾分布

    - 发散角度为0.24°

    通过这种方式,可以使用单个模拟来完成整个垂直扫描模拟。


    图6.光源模拟

    探测器定义:

    为了简化探测器透镜系统,我们使用了一个空气圆柱体,在第一个表面添加了一个理想透镜光学特性:焦距长度为30MM。像这样的LiDAR系统的探测器通常是雪崩光电二极管(APDs)的线性阵列,用于探测垂直扫描。当LiDAR系统的主体旋转时,探测器在整个旋转过程中收集垂直扫描。之后电子设备将扫描结果汇编成周围环境的图像。为了使LightTools能够编译这样的合成图像,我们将探测器建模为物理狭缝孔径,表示APD阵列的敏感区域和狭缝后面的平面接收器。

    - 我们将在LiDAR旋转时水平平移接收器,以便在接收器的不同部分捕获每个连续的垂直扫描,我们可以编译一个合成图像。

    - 我们将使用参数控制来设置接收器平面的水平位置。


    图7.理想透镜与接收器

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