Avtomobilsko ozadje LiDAR
Od leta 2015 do 2020 je država izdala več povezanih politik, ki so se osredotočale na 'inteligentna povezana vozila' in 'avtonomna vozila'.Na začetku leta 2020 je država izdala dva načrta: strategijo za inovacije in razvoj inteligentnih vozil ter klasifikacijo avtomatizacije avtomobilske vožnje, da bi razjasnili strateški položaj in prihodnjo razvojno smer avtonomne vožnje.
Yole Development, svetovno svetovalno podjetje, je objavilo poročilo o industrijski raziskavi, povezano z "Lidarjem za avtomobilske in industrijske aplikacije", omenjeno, da lahko trg lidarja na avtomobilskem področju do leta 2026 doseže 5,7 milijarde ameriških dolarjev, pričakuje se, da bo skupni letni stopnja rasti bi se lahko v naslednjih petih letih povečala na več kot 21 %.
Kaj je avtomobilski LiDAR?
LiDAR, okrajšava za Light Detection and Ranging, je revolucionarna tehnologija, ki je spremenila avtomobilsko industrijo, zlasti na področju avtonomnih vozil.Deluje tako, da oddaja svetlobne impulze – običajno iz laserja – proti cilju in meri čas, ki je potreben, da se svetloba odbije nazaj do senzorja.Ti podatki se nato uporabijo za izdelavo podrobnih tridimenzionalnih zemljevidov okolja okoli vozila.
Sistemi LiDAR slovijo 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 se lahko spopadejo v določenih pogojih, kot sta šibka svetloba ali neposredna sončna svetloba, senzorji LiDAR zagotavljajo zanesljive podatke v različnih svetlobnih in vremenskih razmerah.Poleg tega zmožnost LiDAR-ja za natančno merjenje razdalj omogoča zaznavanje predmetov, njihove velikosti in celo njihove hitrosti, kar je ključnega pomena za navigacijo v zapletenih scenarijih vožnje.
Diagram poteka delovanja principa LiDAR
Aplikacije LiDAR v avtomatizaciji:
Tehnologija LiDAR (Light Detection and Ranging) je v avtomobilski industriji osredotočena predvsem na izboljšanje varnosti vožnje in napredek tehnologij avtonomne vožnje.Njegova osnovna 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 proizvaja zelo natančne podatke "oblaka točk", ki lahko ustvarijo podrobne tridimenzionalne zemljevide okolja okoli vozila s centimetrsko natančnostjo, kar ponuja izjemno natančno zmogljivost prostorskega prepoznavanja za avtomobile.
Uporaba tehnologije LiDAR v avtomobilskem sektorju je v glavnem osredotočena na naslednja področja:
Sistemi avtonomne vožnje: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, ter tako pomaga sistemom avtonomne vožnje pri sprejemanju hitrih in natančnih odločitev.
Napredni sistemi za pomoč voznikom (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 zemljevidi 3D, ki jih ustvari LiDAR, lahko znatno povečajo natančnost pozicioniranja vozila, zlasti v urbanih okoljih, kjer so signali GPS omejeni.
Spremljanje in upravljanje prometa:LiDAR se lahko uporablja za spremljanje in analiziranje prometnega toka, pomoč mestnim prometnim sistemom pri optimizaciji nadzora signala in zmanjševanju zastojev.
Za daljinsko zaznavanje, določanje razdalje, avtomatizacijo in DTS itd.
Potrebujete brezplačno svetovanje?
Trendi v smeri avtomobilskega LiDAR-ja
1. Miniaturizacija LiDAR
Tradicionalno stališče avtomobilske industrije je, da se avtonomna vozila po videzu ne bi smela razlikovati od običajnih avtomobilov, da bi ohranili užitek v vožnji in učinkovito aerodinamiko.Ta perspektiva je spodbudila trend miniaturizacije sistemov LiDAR.Prihodnji ideal je, da bi bil LiDAR dovolj majhen, da bi ga brezhibno vključili v karoserijo vozila.To pomeni zmanjšanje ali celo odpravo mehanskih vrtljivih delov, premik, ki je usklajen s postopnim odmikom industrije od trenutnih laserskih struktur k rešitvam LiDAR v trdnem stanju.Polprevodniški LiDAR, brez gibljivih delov, ponuja kompaktno, zanesljivo in trajno rešitev, ki se dobro prilega estetskim in funkcionalnim zahtevam sodobnih vozil.
2. Vgrajene rešitve LiDAR
Ker so tehnologije avtonomne vožnje v zadnjih letih napredovale, so nekateri proizvajalci LiDAR začeli sodelovati z dobavitelji avtomobilskih delov, da bi razvili rešitve, ki integrirajo LiDAR v dele vozila, kot so žarometi.Ta integracija ne služi samo za prikrivanje sistemov LiDAR in ohranja estetsko privlačnost vozila, ampak tudi izkorišča strateško postavitev za optimizacijo vidnega polja in funkcionalnosti LiDAR.Pri osebnih vozilih nekatere funkcije naprednih sistemov za pomoč voznikom (ADAS) zahtevajo, da se LiDAR osredotoči na določene kote in ne zagotavlja 360° pogleda.Vendar pa je za višje ravni avtonomije, kot je stopnja 4, zaradi varnostnih razlogov potrebno 360° vodoravno vidno polje.To naj bi vodilo do večtočkovnih konfiguracij, ki zagotavljajo popolno pokritost okoli vozila.
3.Zmanjšanje cene
Ko tehnologija LiDAR dozoreva in se proizvodnja povečuje, stroški upadajo, zaradi česar je mogoče te sisteme vključiti v širši nabor vozil, vključno z modeli srednjega razreda.Pričakuje se, da bo ta demokratizacija tehnologije LiDAR pospešila sprejemanje naprednih funkcij varnosti in avtonomne vožnje na celotnem avtomobilskem trgu.
LIDAR-ji na trgu so večinoma 905 nm in 1550 nm/1535 nm LIDAR-ji, vendar ima 905 nm prednost v smislu stroškov.
· 905nm LiDAR: Na splošno so sistemi 905nm LiDAR cenejši zaradi široke razpoložljivosti 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.
· 1550/1535nm LiDAR: Komponente za sisteme 1550/1535 nm, kot so laserji in detektorji, so ponavadi dražje, delno zato, ker je tehnologija manj razširjena in komponente bolj zapletene.Vendar pa lahko prednosti v smislu varnosti in zmogljivosti upravičijo višje stroške za nekatere aplikacije, zlasti pri avtonomni vožnji, kjer sta zaznavanje na velike razdalje in varnost najpomembnejši.
[Povezava:Preberite več o primerjavi med 905nm in 1550nm/1535nm LiDAR]
4. Povečana varnost in izboljšan ADAS
Tehnologija LiDAR znatno izboljša delovanje naprednih sistemov za pomoč voznikom (ADAS), ki vozilom zagotavlja natančne zmožnosti kartiranja okolja.Ta natančnost izboljšuje varnostne funkcije, kot so izogibanje trčenju, zaznavanje pešcev in prilagodljivi tempomat, s čimer se industrija približuje doseganju popolnoma avtonomne vožnje.
pogosta vprašanja
V vozilih senzorji LIDAR oddajajo svetlobne impulze, ki se odbijajo od predmetov in se vračajo v senzor.Čas, ki je potreben, da se impulzi vrnejo, se uporablja za izračun razdalje do predmetov.Te informacije pomagajo ustvariti podroben 3D zemljevid okolice vozila.
Tipičen avtomobilski sistem LIDAR 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 predmete.Z merjenjem spremembe položaja predmetov skozi čas lahko LIDAR izračuna njihovo hitrost in trajektorijo.
LIDAR je integriran v varnostne sisteme vozil za izboljšanje funkcij, kot so prilagodljivi tempomat, izogibanje trčenju in zaznavanje pešcev, tako da zagotavlja natančne in zanesljive meritve razdalje in zaznavanje predmetov.
Tekoči razvoj v avtomobilski tehnologiji LIDAR vključuje zmanjšanje velikosti in stroškov sistemov LIDAR, povečanje njihovega dosega in ločljivosti ter njihovo bolj nemoteno integracijo v dizajn in funkcionalnost vozil.
[povezava:Ključni parametri laserja LIDAR]
1,5 μm impulzni vlakneni laser je vrsta laserskega vira, ki se uporablja v avtomobilskih sistemih LIDAR in oddaja svetlobo pri valovni dolžini 1,5 mikrometra (μm).Ustvarja kratke impulze infrardeče svetlobe, ki se uporabljajo za merjenje razdalj tako, da se odbijajo od predmetov in vračajo na senzor LIDAR.
Uporabljena je valovna dolžina 1,5 μm, ker nudi dobro ravnotežje med varnostjo za oči in prodorom v atmosfero.Laserji v tem območju valovnih dolžin manj verjetno poškodujejo človeške oči kot tisti, ki oddajajo pri krajših valovnih dolžinah, in lahko dobro delujejo v različnih vremenskih razmerah.
Medtem ko 1,5 μm laserji delujejo bolje kot vidna svetloba v megli in dežju, je njihova sposobnost prebijanja atmosferskih ovir še vedno omejena.Učinkovitost v neugodnih vremenskih razmerah je na splošno boljša od laserjev s krajšo valovno dolžino, vendar ni tako učinkovita kot možnosti z daljšo valovno dolžino.
Medtem ko lahko 1,5 μm impulzni laserji z vlakni na začetku povečajo stroške sistemov LIDAR zaradi svoje sofisticirane tehnologije, se pričakuje, da bosta napredek v proizvodnji in ekonomija obsega sčasoma zmanjšala 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 impulzni laserji z vlakni, so naložba vredna naložbe v avtomobilske sisteme LIDAR.