LiDARを使った相対速度計（その５）

 出来上がった相対速度計を室内（廊下）でテストしてみたが、測定距離が４～5m位になると測定値が安定しなくなるというよりランダムな値が出るようになる。その原因はS/Nの悪化か、空中の埃やエアロゾルの影響か、或いは測定原理に起因するものか分からない。

そもそも赤外線が1nsで進む距離は30cmである。これを使ってmm単位の距離を測るためには数ps単位の時間分解能が必要であり、そのため初歩的な方法では100GHz以上のクロックが必要で現実的ではない。 またLEDやフォトダイオードの応答速度なども大きく影響しまともな測定は出来ないだろう。

この点をCopilotに相談すると波形の相関処理を行う事でサンプリング周期の100倍以上の分解能を得る事が出来るようだ。逆に考えると、何らかの要因で波形が乱れて相関処理が上手く行かなくなると極端に精度が悪くなるのだろう。これ以上測定範囲を伸ばしたいなら上位のLiDARセンサーを買う必要があろう。いずれにしても距離を正確に計れなければ相対速度もヘッタクレモ無い。

 さて、相対速度計を実際の車に持ち込んで動かしてみた。赤外線がガラス窓に直交するようにLiDARを向けるとガラス窓の反射を拾って窓までの距離を測った。一方、赤外線がガラス窓に直交しないように置くと数十cm～数ｍの範囲の出鱈目な数字を表示した。ガラスの赤外線の減衰が大きいのかガラスを通しては正しく測定できないように見える。そこでLiDARを車外に出してみたが結果は変わらない。外光の影響が大きいのかな。とにかくこのままでは上手く行かない。

 上位のLiDARを使ってみる必要があるようだ。上位のLiDARには距離を20mまで計れるTSD20と50mまで計れるTSD50がある。どちらを使うにしてもTSD10と互換では無いので一工夫が必要だ。例えばTSD20は電源電圧が3.3Vだし、測定頻度が200回/秒だ。TSD50では電源は5Vでよいが測定頻度が500回/秒なので9600bpsではデータの転送が間に合わない。

何処をどうトレードオフしようか？

（続く）