用GPR构建自动驾驶地下SLAM?这家公司思路新奇!

发布时间:2017-08-29

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WaveSense近日推出一套系统,该系统创新的将探地雷达(GPR)技术用于自动驾驶汽车中,只要扫描至路面以下10英尺的地方,然后再将这些数据与汽车上面其他传感器的数据相结合,便能构建一张用来维持汽车路面位置的地下SLAM图,为车辆提供恶劣天气下的导航指引。WaveSense表示,无论道路状况如何,该系统在高速行驶的情况下都能够达到1英寸的精准度。


其实,探地雷达系统由美国麻省理工学院为军队开发,其早在2013年的时候就曾在阿富汗的战场上使用过。之后,美国麻省理工学院林肯实验室的工程师研制出定位探地雷达,并证实车辆可以使用地下土壤、岩石和路基的特征来进行定位,精度可以达到厘米级。该种雷达使用高频雷达反射地下特征,可生成道路地下的基线地图。


探地雷达(GPR)

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探地雷达(Ground Penetrating Radar.GPR)是利用天线发射和接收高频电磁波来探测介质内部物质特性和分布规律的一种地球物理方法。由于探地雷达探测的高精度、高效率以及无损的特点,目前主要被用于考古、矿产勘查、灾害地质调查、岩土工程勘察、工程质量检测、建筑结构检测以及军事目标探测等众多领域。


探地雷达的种类很多,以发射信号的不同调制方式大致划分为调频连续波、脉冲展宽-压缩技术、连续波、极化调制、幅度调制等5种类型,它们具有各自的特点,有些体制之间还存在着应用上的互补。



探地雷达的工作原理

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探地雷达主要由天线与收发单元、雷达主机和便携式计算机3部分组成,核心技术是获取电磁波在有耗介质中传播时所携带的有效信息。其中,天线与收发单元负责电磁波的发射与回波信号的接收,不同的雷达机制可能采用不同的天线类型及收发单元;雷达主机(嵌入式数据处理模块)负责收发信号的控制,以及对回波信号的预处理工作;计算机主要负责参数设置、图像显示和后期处理工作。


因此,探地雷达的工作方法是通过发射天线向地下发射高频电磁波,通过接收天线接收反射回地面的电磁波,电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射,根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。