了解激光雷达的局限性，以提高安全性和优化设计。
先进的驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶汽车(AV)严重依赖于四种主要的感知传感器:雷达、摄像头、超声波和最近的激光雷达(光探测和测距)。激光雷达是ADAS工具集的关键传感器，因为它可以在各种环境和不同照明条件下测量从汽车到交通灯到行人的精确三维图像(点云)。
在ADAS中，稳健可靠的检测是至关重要的。然而，每种传感器技术的特定条件都可能导致错误检测。了解这些限制是至关重要的，特别是当涉及到安全的时候。这对于激光雷达来说也没有什么不同:边缘情况的检测确实会发生。激光雷达的高保真模拟可以通过深入了解边缘情况来优化激光雷达设计，从而在许多方面提供帮助。生成具有真实测量的所有特征的代表性模拟数据还允许进行虚拟基准测试和打包分析。
图1:由镜面挡风玻璃引起的卡车模拟鬼影。
为了在模拟中正确捕捉这些激光雷达边缘情况，包括场景或光束中镜面物体引起的鬼反射，或由于源的空间发散而引起的近物体探测，每个源脉冲需要考虑两件事:
大多数激光雷达仿真软件仅限于在每个光源发射时投射一束或几束光线到场景中，不考虑路径上的多次反弹。这还不足以捕获上面提到的边缘情况。此外，仿真软件应该使用全3D环境和准确的材料属性，使工程师能够忠实地重现各种边缘情况。
不受光线投射或反弹限制的模拟工具可用于物理模拟大多数边缘情况，并允许在雾和雨等条件下进行正确的天气建模。在这种情况下，每条射线路径需要几百次反弹才能正确模拟这些扩散介质对信号飞行时间(ToF)的影响。
Ansys SPEOS不限于光线投射或反弹。每个源脉冲投射的射线数量可以从数百到数十亿，路径反弹没有设定的限制。这种蒙特卡洛模拟方法允许SPEOS在模拟中捕获多个激光雷达边缘情况，包括挡风玻璃后的激光雷达的影响，高镜面物体引起的鬼影，在雾和雨等光扩散介质中的传播，空间光束强度分布的影响等等。
图2:由于挡风玻璃上的菲涅耳反射，强度返回的模拟下降(左:没有挡风玻璃，右:有挡风玻璃)。
SPEOS利用全3D环境进行模拟，允许工程师将目标车辆的几何形状与材料属性包括在内。
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