17、激光束前沿技术与物联网在赛车计时中的应用

激光束前沿技术与物联网在赛车计时中的应用

一、LiDAR技术在各领域的应用概述

近年来，自动驾驶在工业和私人使用中变得愈发显著。Azad等人指出，使用更多的LiDAR（激光雷达）来减少其盲区是具有成本效益的，并且可基于车辆的动力学行为进行动态分析，使LiDAR的检测角度随方向盘的转动而变化。Priyadarshini等人也提到，自动驾驶车辆已实现商业化，推广更高效、更安全的自动驾驶技术至关重要，而LiDAR技术是道路车道检测和路缘检测中最有效的传感器之一，它能减少时间消耗和目标检测之间的权衡。

同时，LiDAR作为自动驾驶车辆中重要的技术，需要在恶劣天气条件下工作。研究表明，使用流行的近红外（NIR）飞行时间（ToF）LiDAR，传感器在极端天气条件下也能给出准确结果。此外，Singh等人提出了自动驾驶车辆中LiDAR传感器的故障检测算法，通过汽车LiDAR传感器计算实际距离与代表目标的理想平面之间的偏差。

在赛车领域，也有许多关于LiDAR技术的研究。例如，Zubaca等人提出的系统，其算法能力可应用于任何赛道，具有计算量小的优势，能在赛车活动中实现快速调整。Liniger和Lygeros提出了三种不同的赛车目标，以避免碰撞事故，不同的游戏规则会产生不同的赛车行为和有趣的赛车情况。Huang则介绍了基于LiDAR的同步定位与地图构建（LiDAR - SLAM）技术，利用传感器通过观察环境特征来构建周围环境的地图。

二、基于LiDAR的赛车计时系统方案

本项目适用于单辆赛车比赛，可计算赛车的圈数和速度。该系统采用LiDAR技术，在物体检测的准确性和速度方面优于其他系统。比赛数据可即时显示，并上传到云端，方便各地人员查看。

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