Berechnung der Winkelauflösung in mechanischer vs Solid-State Lidar

Die Winkelauflösung ist ein Schlüsselparameter in LIDAR-Systemen, der den kleinsten Winkel zwischen zwei Objekten bestimmt, den das System unterscheiden kann. Sie beeinflusst die Genauigkeit und Detailgenauigkeit der 3D-Abbildungsfähigkeiten von LIDAR-Sensoren. Dieser Artikel vergleicht die Berechnung der Winkelauflösung in mechanischen und Festkörper-LIDAR-Systemen.

Mechanische LIDAR-Winkelauflösung

Mechanische LIDAR-Systeme verwenden rotierende Komponenten zur Abtastung der Umgebung. Die Winkelauflösung hängt von der Drehzahl und der Anzahl der pro Umdrehung emittierten Laserpulse ab. Sie wird berechnet, indem der gesamte Abtastwinkel durch die Anzahl der Messpunkte innerhalb dieses Winkels geteilt wird.

Die Formel lautet:

Angular Resolution = Total Scan Winkel / Anzahl der Messpunkte

Wenn ein LIDAR beispielsweise 360 Grad mit 1.000 Messpunkten scannt, beträgt die Winkelauflösung 0,36 Grad.

Festkörper-LIDAR-Winkelauflösung

Festkörper-LIDAR-Systeme haben keine beweglichen Teile, sondern verwenden elektronische Abtastverfahren, wie phasengesteuerte Arrays oder MEMS-Spiegel, um den Laserstrahl zu steuern. Die Winkelauflösung hängt von der Präzision des Strahllenkmechanismus und der Anzahl der emittierten Impulse ab.

Die Berechnung ist ähnlich, berücksichtigt jedoch die Lichtlenkauflösung:

Winkelauflösung = Lenkschrittweite des Strahls

Wenn beispielsweise die Strahllenkung den Laserstrahl in Schritten von 0,2 Grad einstellen kann, dann beträgt die Winkelauflösung 0,2 Grad.

Vergleich beider Systeme

Mechanische LIDARs bieten typischerweise höhere Messpunkte pro Umdrehung, was zu einer feineren Winkelauflösung auf Kosten beweglicher Teile und potenziellen Verschleißes führt. Solid-State-LIDARs bieten langlebigere und kompaktere Designs, wobei die Winkelauflösung durch elektronische Lenkfähigkeiten begrenzt ist.