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车辆自动驾驶的狂想

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出0入8汤圆

发表于 2022-7-25 23:37:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
前些天林志颖出了严重的交通事故,让我想起来自己因多种原因搁置的一个想法。
自动驾驶(防撞),目前技术上有摄像头、激光雷达等方案。摄像头方案经常出事,激光雷达受限于模组的激光头点阵数量,而且成本高昂。
几年前,拿到了实用新型专利(旋转透镜成像),同日申请的发明专利还在路上。如果能用于自动驾驶,那你我开车就不会太紧张,事故也能尽可能避免。
先说原理:
如果你戴眼镜,你现在就可以验证:看远方物体(如,灯光),快速左右移动眼镜,脑袋别动哦!你会看到灯光的位置移动了!近视眼还是有优势的,呵~




图片是阿莫的No1 JJ雕刻的,精度,赞!我无法加工出完全透明平整带透镜弧线的激光穿透区域,电路板也搭了,因各种原因,没最后完成。
透镜正面,蓝色区域是两个透镜,是激光穿过的区域,红色区域是旋转中心,固定在硬盘电机轴上,两个透镜交界的最高点,是同步信号(场)取样处,激光(方波)信号与同步信号比较,误差反馈给电机,使电机同步激光信号并匀速旋转,激光在穿过透镜(场透镜)后,发生折射,稳定地在幕布上显示出垂直明暗相间的激光信号。再加上一套同原理的系统,激光(方波)信号改为带有行场同步信号的图像信号(激光),穿过透镜(场透镜)后,再穿过透镜(行透镜),就能在幕布上投影出超大高亮高对比度图像。原理和模拟电视CRT很类似。
自己想想,还是有点激动滴~
行透镜,需要在一个圆周上加工出N个,现代工艺,应该可以做到多个一模一样的。我加工不出来,也不知道找哪加工,卡这了,没做出样机来。
设想:
如果投射出的特定激光,反射回来,光传感器接收后,测出距离,那么,就可以经过数字处理,形成二维或三维(被测物体旋转)图像,用于自动驾驶,飞机防撞击鸟不是很好吗?
激光测距,技术成熟了,200米测距,对车辆来说够用了。但,行驶中,车道参照物的选取,车辆的抖动,雨雪天气,会不会是个设计难点?大家说说。
后记:
手机码字,好累啊!
激光切割,数控加工,物体识别(太空对接,此处轻拍…)等等,会变得轻而易举~
草根一枝,没钱。不知道谁会投资搞搞~

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如果想吃一顿饺子,就得从冰箱里取出肉,剁馅儿,倒面粉、揉面、醒面,擀成皮儿,下锅……
一整个繁琐流程,就是为了出锅时那一嘴滚烫流油的热饺子。

如果这个过程,禁不住饿,零食下肚了,饺子出锅时也就不香了……《非诚勿扰3》

出330入1862汤圆

发表于 2022-7-26 00:11:27 | 显示全部楼层
激光打印机是反射镜旋转通过反射实现扫描,楼主这个是透镜旋转通过折射实现扫描,我理解的对吗?

单个透镜的话,似乎没什么问题,并且是入射光与电机轴平行的一个选择(对应激光打印机的是入射光与电机轴垂直(但不相交))。

但再加上一个的话,似乎难以符合第二个透镜的入射条件,除非,把透镜那一圈做的足够宽,这在结构上产生了劣势。

这样做扫描测距可能遇到速度问题,需要计算下。也可能遇到功率问题,激光单个点很亮,但如果扫的范围很大,速度很快,就不怎么亮了。

不过,我对激光雷达最大的疑惑是当很多台装了这玩意的车停在十字路口的时候,他们如何互补干扰?这可不是能交给概率的事情。谁能科普科普?

楼主这个透镜不适合直接加工透镜本身,这很累,而且楼主这个透镜的形状并不适合大批量研磨加工,甚至不适合玻璃材质,
所以,开模具做注塑塑料透镜会是个好选择,可以一圈做N个出来(鼠标下面的透镜都是注塑的)。

注塑出来的话,应该能比激光打印机里面的多边形金属镜便宜,但由于这个特殊的曲线,不知在性能和竞争力上能否比得过激光打印机里面的多边形金属镜方案,毕竟打印机那个也不是非常难做

出0入8汤圆

 楼主| 发表于 2022-7-26 05:59:21 来自手机 | 显示全部楼层
透镜旋转通过折射实现扫描--是的
把透镜那一圈做的足够宽--距离近的话不用做太宽
这样做扫描测距可能遇到速度问题,需要计算下--这个没考虑过
功率问题:激光单个点很亮,瞬间足够亮,传感器能接收到,但被测物的反射率是难点
特殊的曲线--在模压注塑情况下,成本低

出0入0汤圆

发表于 2022-7-26 07:47:17 来自手机 | 显示全部楼层
这东西是放在平地上,还是装车上跟着车一起抖呢

出10入12汤圆

发表于 2022-7-26 14:17:03 | 显示全部楼层
和激光打印机的旋转棱镜就什么优势?

出16170入6148汤圆

发表于 2022-7-26 14:39:03 来自手机 | 显示全部楼层
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出0入8汤圆

 楼主| 发表于 2022-7-26 20:55:06 来自手机 | 显示全部楼层
wowangru 发表于 2022-7-26 14:17
和激光打印机的旋转棱镜就什么优势?
(引用自5楼)


草图中虚线代表6棱镜旋转后的位置,激光管处的入射虚线特意画歪,它是和实线重合的。看得出,可利用的扫描范围有限,棱镜旋转后,在镜面上的反射点变化(移动)了,这在技术上不好处理。最要命的是,棱镜的6个角的一段位置,是不能被利用来传输图像的。
振镜,是比较好的方案,但它振动速度有限,还贵寿命短。
华为激光雷达,96线,精度有限,法雷奥雷达,80万块钱!
旋转透镜,无扫描死角,成本低,寿命长,轻松上到625线。解决一些应当可以突破(个人认为)的技术问题后,就是广阔天地了

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出10入12汤圆

发表于 2022-7-26 21:24:36 | 显示全部楼层
jxnclff 发表于 2022-7-26 20:55
草图中虚线代表6棱镜旋转后的位置,激光管处的入射虚线特意画歪,它是和实线重合的。看得出,可利用的扫 ...
(引用自7楼)

你的625线是怎么计算的呢?   每次只能扫描一个点  多少个点一个线?   每个面625线。 那测距频率是多少呢。  棱镜的棱角那点可以忽略不记。     透镜的曲率变化会带来光束的发散。 这个发散应该有很大影响吧

出0入8汤圆

 楼主| 发表于 2022-7-26 22:09:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 jxnclff 于 2022-7-26 22:13 编辑
wowangru 发表于 2022-7-26 21:24
你的625线是怎么计算的呢?   每次只能扫描一个点  多少个点一个线?   每个面625线。 那测距频率是多少 ...
(引用自8楼)



你的625线是怎么计算:   
625是模拟电视时代的理论标准,20毫秒刷新一幅画面,此画面的水平扫描线为625条。这时的透镜容易加工。当增加行透镜的个数N,水平扫描线也增加N条。当然,不能无限增加,受限于电机转速和行透镜的周长和单个透镜直径。
每次只能扫描一个点  多少个点一个线:
一条线,包含的点数,受限于激光管的调制频率。
每个面625线。 那测距频率是多少:
测距,现在多用相位、角度和时间测距,都是单点测距。面测距,能到多高频率,我也不懂。
  透镜的曲率变化会带来光束的发散。 这个发散应该有很大影响吧:
透镜和激光管是距离很近的,是从一个介质传入另一个介质时,发生折射。不会出现扩散或会聚现象

写错了,更忙为20ms,50幅画面,每一画面625线

出200入657汤圆

发表于 2022-7-27 00:25:18 | 显示全部楼层
本帖最后由 ziruo2002ab 于 2022-7-27 09:17 编辑

题外话:搞工程的都知道,特别是在开发新产品的时候,你所谓的想破头的问题,不过是别人paper上的微不足道的一句话。

放心,如果是真有商业价值的东西,特别是楼主所提的这种千亿级别的问题,世界上早已经有上千上万个聪明的头脑研究过了。这其中有些人的智商岂是我们这些凡人可以企及的?当然不排除楼主也是智商180的大牛。

先读一读别人的paper,在发表高见。否则,夏虫井蛙很容易沦落为做无用功的笑柄。我有时候特别佩服民科的研究热情,然而,,,

出0入8汤圆

 楼主| 发表于 2022-7-27 06:53:36 | 显示全部楼层
ziruo2002ab 发表于 2022-7-27 00:25
题外话:搞工程都知道,特别是在开发新产品的时候,你想破头的问题,仅是别人paper上的微不足道的一句话。
...
(引用自10楼)

假设做产品的话,现有技术上不能实现的难点是哪些呢?

出0入4汤圆

发表于 2022-7-27 07:55:23 | 显示全部楼层
激光多了,第一,对人眼是否构成伤害,第二,车辆间的激光干扰怎么解决。第三,激光能扫描到地上的车道线吗?

出0入0汤圆

发表于 2022-7-27 08:50:27 | 显示全部楼层
还是要回到小马的观点:视觉AI

出0入0汤圆

发表于 2022-7-27 09:11:20 | 显示全部楼层
不明觉厉

出0入8汤圆

 楼主| 发表于 2022-7-27 11:29:44 | 显示全部楼层
Xujuango 发表于 2022-7-27 07:55
激光多了,第一,对人眼是否构成伤害,第二,车辆间的激光干扰怎么解决。第三,激光能扫描到地上的车道线吗 ...
(引用自12楼)


激光多了,第一,对人眼是否构成伤害:
不会。已经有成品激光雷达了。
第二,车辆间的激光干扰怎么解决:
成品激光雷达应该解决了这个问题。瞎猜,发射接收的激光数字编码了
第三,激光能扫描到地上的车道线吗:
我也不知道成品激光雷达怎么做到的。猜测,数字激光雷达做不到,模拟激光雷达应该可以。摄像头是感知光线来分辨车道,受干扰会比较大。激光是单色光,受环境干扰要小些。最大的问题是没有车道线的时候,怎么自动驾驶。

出0入4汤圆

发表于 2022-7-27 13:42:45 | 显示全部楼层
jxnclff 发表于 2022-7-27 11:29
激光多了,第一,对人眼是否构成伤害:
不会。已经有成品激光雷达了。
第二,车辆间的激光干扰怎么解决 ...
(引用自15楼)

红绿灯呢?

出0入13汤圆

发表于 2022-7-27 14:54:42 | 显示全部楼层
网上买个斯巴鲁的ES系统拆车件,研究一下他的那个系统......非常好用的!

出0入8汤圆

 楼主| 发表于 2022-7-27 15:07:01 | 显示全部楼层
红绿灯的识别:
我也不了解成品激光雷达类的传感器用的哪种类型。
人眼能感知物品的颜色,亮度,对比度,形状以及在环境中所处的位置等,那么,自动驾驶的传感器,就是感知物品特征,把正确的信息交给处理器计算。我认知上有限,也是在探索。
特斯拉曾经撞上了白色货车,这就是算法上的不完美。人工设定的算法很难和人的大脑一样应对特殊路况。林志颖的车撞杆子上,行车电脑怎么计算的?没预警信号?动物,除了红眼兔子,谁会撞杆子上?
旋转透镜可以测量行车轨迹上的障碍物形状大小,距离,相对速度,激光照射到物体,都会有反射(当然,障碍物肯定不是黑洞,行车轨迹上的全反射的障碍物极少),设计高可靠的接收传感器,就能正确的测量出距离(雨雪天不行)。这时的行车电脑就会准确告警并刹车。相对于视觉算法,旋转透镜的测距算法会简单可靠些。

出0入8汤圆

 楼主| 发表于 2022-7-27 15:12:25 | 显示全部楼层
liao-ljj 发表于 2022-7-27 14:54
网上买个斯巴鲁的ES系统拆车件,研究一下他的那个系统......非常好用的!
(引用自17楼)

斯巴鲁的ES系统,谢谢!我去看看
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