Ozadje avtomobilskega LiDAR-ja
Med letoma 2015 in 2020 je država izdala več sorodnih politik, s poudarkom na „inteligentna povezana vozila' in 'avtonomna vozila'. V začetku leta 2020 je država izdala dva načrta: Strategijo za inovacije in razvoj inteligentnih vozil ter Klasifikacijo avtomatizacije vožnje avtomobilov, da bi pojasnila strateški položaj in prihodnjo smer razvoja avtonomne vožnje.'
Yole Development, svetovno priznano svetovalno podjetje, je objavilo poročilo o industrijski raziskavi v zvezi z "Lidarjem za avtomobilsko in industrijsko uporabo", v katerem je omenilo, da bi lahko trg lidarja v avtomobilski panogi do leta 2026 dosegel 5,7 milijarde ameriških dolarjev, pričakuje pa se, da bi se lahko letna stopnja rasti v naslednjih petih letih povečala na več kot 21 %.
Kaj je avtomobilski LiDAR?
LiDAR, okrajšava za zaznavanje in določanje razdalje svetlobe (Light Detection and Ranging), je revolucionarna tehnologija, ki je preoblikovala avtomobilsko industrijo, zlasti na področju avtonomnih vozil. Deluje tako, da oddaja svetlobne impulze – običajno iz laserja – proti cilju in meri čas, ki ga svetloba potrebuje, da se odbije nazaj do senzorja. Ti podatki se nato uporabijo za ustvarjanje podrobnih tridimenzionalnih zemljevidov okolja okoli vozila.
Sistemi LiDAR so znani po svoji natančnosti in sposobnosti zaznavanja predmetov z visoko natančnostjo, zaradi česar so nepogrešljivo orodje za avtonomno vožnjo. Za razliko od kamer, ki se zanašajo na vidno svetlobo in imajo lahko težave v določenih pogojih, kot sta slaba svetloba ali neposredna sončna svetloba, senzorji LiDAR zagotavljajo zanesljive podatke v različnih svetlobnih in vremenskih pogojih. Poleg tega sposobnost LiDAR-ja za natančno merjenje razdalj omogoča zaznavanje predmetov, njihove velikosti in celo hitrosti, kar je ključnega pomena za navigacijo v kompleksnih voznih scenarijih.
Diagram poteka delovanja LiDAR-ja
Uporaba LiDAR-ja v avtomatizaciji:
Tehnologija LiDAR (zaznavanje in določanje razdalje svetlobe) v avtomobilski industriji je osredotočena predvsem na izboljšanje varnosti vožnje in napredek tehnologij avtonomne vožnje. Njena osrednja tehnologija,Čas leta (ToF), deluje tako, da oddaja laserske impulze in izračuna čas, ki je potreben, da se ti impulzi odbijejo nazaj od ovir. Ta metoda ustvarja zelo natančne podatke o "oblaku točk", ki lahko ustvarijo podrobne tridimenzionalne zemljevide okolja okoli vozila z natančnostjo do centimetra, kar avtomobilom omogoča izjemno natančno prostorsko prepoznavanje.
Uporaba tehnologije LiDAR v avtomobilskem sektorju je osredotočena predvsem na naslednja področja:
Avtonomni vozni sistemi:LiDAR je ena ključnih tehnologij za doseganje naprednih ravni avtonomne vožnje. Natančno zaznava okolje okoli vozila, vključno z drugimi vozili, pešci, prometnimi znaki in razmerami na cesti, s čimer pomaga avtonomnim voznim sistemom pri hitrem in natančnem odločanju.
Napredni sistemi za pomoč vozniku (ADAS):Na področju pomoči vozniku se LiDAR uporablja za izboljšanje varnostnih funkcij vozila, vključno s prilagodljivim tempomatom, zaviranjem v sili, zaznavanjem pešcev in funkcijami izogibanja oviram.
Navigacija in pozicioniranje vozila:Visoko natančni 3D-zemljevidi, ki jih ustvari LiDAR, lahko znatno izboljšajo natančnost pozicioniranja vozil, zlasti v urbanih okoljih, kjer so signali GPS omejeni.
Spremljanje in upravljanje prometa:LiDAR se lahko uporablja za spremljanje in analizo prometnega toka, kar pomaga mestnim prometnim sistemom pri optimizaciji nadzora signalizacije in zmanjševanju zastojev.
Za daljinsko zaznavanje, merjenje razdalje, avtomatizacijo in DTS itd.
Potrebujete brezplačen posvet?
Trendi v avtomobilski LiDAR
1. Miniaturizacija LiDAR-ja
Tradicionalno stališče avtomobilske industrije pravi, da se avtonomna vozila po videzu ne smejo razlikovati od običajnih avtomobilov, da se ohrani užitek v vožnji in učinkovita aerodinamika. Ta perspektiva je spodbudila trend miniaturizacije sistemov LiDAR. Ideal prihodnosti je, da je LiDAR dovolj majhen, da ga je mogoče brezhibno integrirati v karoserijo vozila. To pomeni zmanjšanje ali celo odpravo mehanskih vrtečih se delov, kar je skladno s postopnim odmikom industrije od trenutnih laserskih struktur k rešitvam LiDAR v trdnem stanju. LiDAR v trdnem stanju, brez gibljivih delov, ponuja kompaktno, zanesljivo in trpežno rešitev, ki se dobro ujema z estetskimi in funkcionalnimi zahtevami sodobnih vozil.
2. Vgrajene rešitve LiDAR
Ker so se tehnologije avtonomne vožnje v zadnjih letih razvile, so nekateri proizvajalci LiDAR-jev začeli sodelovati z dobavitelji avtomobilskih delov pri razvoju rešitev, ki LiDAR integrirajo v dele vozila, kot so žarometi. Ta integracija ne služi le skrivanju sistemov LiDAR in ohranjanju estetske privlačnosti vozila, temveč tudi izkorišča strateško postavitev za optimizacijo vidnega polja in funkcionalnosti LiDAR-ja. Pri osebnih vozilih nekatere funkcije naprednih sistemov za pomoč vozniku (ADAS) zahtevajo, da se LiDAR osredotoči na določene kote, namesto da bi zagotavljal 360° pogled. Vendar pa za višje stopnje avtonomije, kot je raven 4, varnostni vidiki zahtevajo 360° horizontalno vidno polje. Pričakuje se, da bo to vodilo do večtočkovnih konfiguracij, ki zagotavljajo popolno pokritost okoli vozila.
3.Znižanje stroškov
Z razvojem tehnologije LiDAR in povečanjem proizvodnje se stroški znižujejo, kar omogoča vgradnjo teh sistemov v širšo paleto vozil, vključno z modeli srednjega razreda. Pričakuje se, da bo ta demokratizacija tehnologije LiDAR pospešila sprejemanje naprednih varnostnih in avtonomnih funkcij vožnje na avtomobilskem trgu.
LIDAR-ji, ki so danes na trgu, so večinoma 905nm in 1550nm/1535nm, vendar ima 905nm prednost glede stroškov.
· 905nm LiDARNa splošno so 905nm LiDAR sistemi cenejši zaradi široke dostopnosti komponent in zrelih proizvodnih procesov, povezanih s to valovno dolžino. Zaradi te stroškovne prednosti je 905nm LiDAR privlačen za aplikacije, kjer sta doseg in varnost oči manj pomembna.
· LiDAR 1550/1535 nmKomponente za sisteme 1550/1535 nm, kot so laserji in detektorji, so običajno dražje, deloma zato, ker je tehnologija manj razširjena in so komponente bolj kompleksne. Vendar pa lahko prednosti v smislu varnosti in zmogljivosti upravičijo višje stroške za nekatere aplikacije, zlasti pri avtonomni vožnji, kjer sta zaznavanje na dolge razdalje in varnost najpomembnejša.
[Povezava:Preberite več o primerjavi med LiDAR-jem z valovno dolžino 905 nm in 1550 nm/1535 nm]
4. Povečana varnost in izboljšan sistem ADAS
Tehnologija LiDAR znatno izboljša delovanje naprednih sistemov za pomoč vozniku (ADAS) in vozilom zagotavlja natančne zmogljivosti kartiranja okolja. Ta natančnost izboljša varnostne funkcije, kot so preprečevanje trkov, zaznavanje pešcev in prilagodljivi tempomat, s čimer industrijo približa doseganju popolnoma avtonomne vožnje.
Pogosta vprašanja
V vozilih senzorji LIDAR oddajajo svetlobne impulze, ki se odbijajo od predmetov in se vrnejo do senzorja. Čas, ki ga impulzi potrebujejo za vrnitev, se uporablja za izračun razdalje do predmetov. Te informacije pomagajo ustvariti podroben 3D-zemljevid okolice vozila.
Tipičen avtomobilski LIDAR sistem je sestavljen iz laserja za oddajanje svetlobnih impulzov, skenerja in optike za usmerjanje impulzov, fotodetektorja za zajemanje odbite svetlobe in procesne enote za analizo podatkov in ustvarjanje 3D-predstavitve okolja.
Da, LIDAR lahko zazna premikajoče se objekte. Z merjenjem spremembe položaja objektov skozi čas lahko LIDAR izračuna njihovo hitrost in trajektorijo.
LIDAR je integriran v varnostne sisteme vozil za izboljšanje funkcij, kot so prilagodljivi tempomat, preprečevanje trkov in zaznavanje pešcev, z zagotavljanjem natančnih in zanesljivih meritev razdalje ter zaznavanja predmetov.
Nenehni razvoj avtomobilske tehnologije LIDAR vključuje zmanjšanje velikosti in stroškov sistemov LIDAR, povečanje njihovega dosega in ločljivosti ter njihovo bolj brezhibno integracijo v zasnovo in funkcionalnost vozil.
[povezava:]Ključni parametri LIDAR laserja]
1,5 μm pulzni vlakenski laser je vrsta laserskega vira, ki se uporablja v avtomobilskih LIDAR sistemih in oddaja svetlobo z valovno dolžino 1,5 mikrometra (μm). Ustvari kratke impulze infrardeče svetlobe, ki se uporabljajo za merjenje razdalj, tako da se odbijajo od predmetov in se vračajo v senzor LIDAR.
Valovna dolžina 1,5 μm se uporablja, ker ponuja dobro ravnovesje med varnostjo za oči in prodiranjem v atmosfero. Laserji v tem valovnem območju manj verjetno škodujejo človeškim očem kot tisti, ki oddajajo krajše valovne dolžine, in lahko dobro delujejo v različnih vremenskih pogojih.
Čeprav laserji z valovno dolžino 1,5 μm delujejo bolje kot vidna svetloba v megli in dežju, je njihova sposobnost prodiranja skozi atmosferske ovire še vedno omejena. Zmogljivost v neugodnih vremenskih razmerah je na splošno boljša kot pri laserjih s krajšimi valovnimi dolžinami, vendar ni tako učinkovita kot pri laserjih z daljšimi valovnimi dolžinami.
Čeprav lahko 1,5 μm pulzni vlakenski laserji sprva povečajo stroške sistemov LIDAR zaradi svoje sofisticirane tehnologije, se pričakuje, da bodo napredek v proizvodnji in ekonomija obsega sčasoma znižali stroške. Njihove prednosti v smislu zmogljivosti in varnosti veljajo za upravičene naložbe. Zaradi vrhunske zmogljivosti in izboljšanih varnostnih funkcij, ki jih zagotavljajo 1,5 μm pulzni vlakenski laserji, so smiselna naložba za avtomobilske sisteme LIDAR..