自动驾驶ADAS

1 ToF摄像头分类
1.1 ToF原理
类似雷达测距,生成3D点云,或者叫3D贴图。ToF相机的分辨率一般在3万像素左右。ToF距离计算公式如图所示。
Figure 1-1 ToF距离计算公式

D:距离
c:光速
PHI:相位差
fmod:调制频率

1.2 3D结构光
生成点阵图像,类似打出光斑。

1.3 双目视觉
通过提前标定,利用视角差来计算。

2 超声波雷达USS
HC-SR04 (EM78P153A) which is a clone of a Devantech SRF04, SRF means Sonar Range Finder.
1)采用IO口TRIG触发测距,给至少10us的高电平信号;
2)模块自动发送8个40khz的方波,自动检测是否有信号返回;
3)有信号返回,通过IO口ECHO输出一个高电平,高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测量距离 = (高电平时间 x 声速 (340M/S)) / 2。

3 毫米波雷达RADAR
速度、距离和方位角(Azimuth)。毫米波雷达的角分辨率不够。通信方式一般采用CAN接口。

AWR1642

4 激光雷达LiDAR
4.1 通信接口
激光雷达一般使用网络通信。激光雷达使用Ku、K、Ka波段。
Velodyne UDP数据都是小端格式(src192.168.1.201, dst255.255.255.255)。
https://github.com/ros-drivers/velodyne

LMS111-10100

4.2 Flash固态激光雷达
Flash原本的意思为快闪。而Flash激光雷达的原理也是快闪,这种固态激光雷达像一个手电筒一样,发射一个面阵光,再通过高灵敏度的传感器绘制环境图像。

4.3 ADAS Camera Trigger
SerDes摄像头出图分两种:一种是给它上电,配置好了后,按设定的帧率自己出,这种称为master模式;另一种是给一次触发信号出一帧,这个trigger信号来至于激光雷达,这种称为slave模式。
SerDes摄像头数据和激光雷达要同步,时间对时通过Linux ptp4l,这时的摄像头出图采用slave模式,也就是需要激光雷达trigger。

5 SoC
Nvidia使用Aquaman系列中(aqua-拉丁词根,表示water)的名字命名Auto Drive。

6 ROS
6.1 ROS编译工具
- catkin
- ament
- colcon: collective construction

7 Abbreviations
导航雷达:转圈的横棍子,JRC
LiDAR: Light RADAR
OPT8241:TI ToF
PCL:Point Cloud Library,一个开源的软件库,包含大量与点云有关的算法,包括显示点云数据、滤波、分割、特征提取、配准、重建等,支持Windows和Linux等平台,也可以在一些嵌入式开发板上使用。PCL在三维点云中的地位相当于OpenCV在图像处理和计算机视觉中的地位
ROS catkin:ROS早期的创始实验室叫做Willow Garage,而柳树(Willow)的花属于catkin花序
ToF:Time of Flight
VCSEL:vertical cavity surface emitting laser,垂直腔面发射激光器

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