Автомобільний LiDAR фон
З 2015 по 2020 рік країна видала кілька відповідних політик, зосереджених на «інтелектуальні підключені транспортні засоби'і'автономні транспортні засоби«На початку 2020 року уряд опублікував два плани: «Стратегія інновацій та розвитку інтелектуальних транспортних засобів» та «Класифікація автоматизації водіння автомобілів», щоб уточнити стратегічну позицію та напрямок майбутнього розвитку автономного водіння.
Yole Development, всесвітньо відома консалтингова фірма, опублікувала галузевий дослідницький звіт, пов'язаний з «Лідаром для автомобільної та промислової галузі», у якому зазначалося, що ринок лідарів в автомобільній галузі може досягти 5,7 мільярда доларів США до 2026 року, очікується, що сукупний річний темп зростання може зрости до понад 21% протягом наступних п'яти років.
Що таке автомобільний LiDAR?
LiDAR, скорочення від Light Detection and Ranging (визначення відстані та світла) – це революційна технологія, яка змінила автомобільну промисловість, особливо у сфері автономних транспортних засобів. Вона функціонує, випромінюючи імпульси світла – зазвичай від лазера – до цілі та вимірюючи час, необхідний для відбиття світла назад до датчика. Ці дані потім використовуються для створення детальних тривимірних карт навколишнього середовища навколо автомобіля.
Системи LiDAR відомі своєю точністю та здатністю виявляти об'єкти з високою точністю, що робить їх незамінним інструментом для автономного водіння. На відміну від камер, які залежать від видимого світла та можуть мати проблеми за певних умов, таких як низька освітленість або прямі сонячні промені, датчики LiDAR надають надійні дані за різних умов освітлення та погоди. Крім того, здатність LiDAR точно вимірювати відстані дозволяє виявляти об'єкти, їхній розмір і навіть швидкість, що має вирішальне значення для навігації у складних дорожніх умовах.
Блок-схема принципу роботи LiDAR
Застосування LiDAR в автоматизації:
Технологія LiDAR (визначення відстані та світла) в автомобільній промисловості в першу чергу зосереджена на підвищенні безпеки водіння та розвитку технологій автономного водіння. Її основна технологія,Час польоту (ToF), працює шляхом випромінювання лазерних імпульсів та обчислення часу, необхідного для відбиття цих імпульсів від перешкод. Цей метод дозволяє створювати високоточні дані "хмари точок", які можуть створювати детальні тривимірні карти навколишнього середовища навколо автомобіля з точністю до сантиметра, забезпечуючи винятково точне просторове розпізнавання для автомобілів.
Застосування технології LiDAR в автомобільному секторі в основному зосереджено в таких сферах:
Системи автономного водіння:LiDAR – одна з ключових технологій для досягнення передових рівнів автономного водіння. Вона точно сприймає навколишнє середовище навколо автомобіля, включаючи інші транспортні засоби, пішоходів, дорожні знаки та дорожні умови, допомагаючи таким чином системам автономного водіння приймати швидкі та точні рішення.
Розширені системи допомоги водієві (ADAS):У сфері допомоги водієві LiDAR використовується для покращення функцій безпеки транспортних засобів, включаючи адаптивний круїз-контроль, екстрене гальмування, виявлення пішоходів та функції уникнення перешкод.
Навігація та позиціонування транспортного засобу:Високоточні 3D-карти, створені за допомогою LiDAR, можуть значно підвищити точність позиціонування транспортних засобів, особливо в міських умовах, де сигнали GPS обмежені.
Моніторинг та управління дорожнім рухом:LiDAR можна використовувати для моніторингу та аналізу потоку транспорту, допомагаючи міським дорожнім системам оптимізувати керування сигналами та зменшувати затори.
Для дистанційного зондування, далекоміра, автоматизації та DTS тощо.
Потрібна безкоштовна консультація?
Тенденції розвитку автомобільного LiDAR
1. Мініатюризація LiDAR
Традиційна точка зору автомобільної промисловості полягає в тому, що автономні транспортні засоби не повинні відрізнятися за зовнішнім виглядом від звичайних автомобілів, щоб зберегти задоволення від керування та ефективну аеродинаміку. Ця перспектива стимулювала тенденцію до мініатюризації систем LiDAR. Ідеалом майбутнього є те, щоб LiDAR був достатньо малим, щоб його можна було безшовно інтегрувати в кузов автомобіля. Це означає мінімізацію або навіть усунення механічних обертових частин, що відповідає поступовому переходу галузі від сучасних лазерних структур до твердотільних рішень LiDAR. Твердотільний LiDAR, позбавлений рухомих частин, пропонує компактне, надійне та довговічне рішення, яке добре відповідає естетичним та функціональним вимогам сучасних транспортних засобів.
2. Вбудовані рішення LiDAR
Оскільки технології автономного водіння розвивалися останніми роками, деякі виробники LiDAR почали співпрацювати з постачальниками автомобільних запчастин для розробки рішень, що інтегрують LiDAR у частини транспортного засобу, такі як фари. Така інтеграція не лише служить для приховування систем LiDAR, зберігаючи естетичну привабливість транспортного засобу, але й використовує стратегічне розташування для оптимізації поля зору та функціональності LiDAR. Для легкових автомобілів деякі функції вдосконалених систем допомоги водієві (ADAS) вимагають, щоб LiDAR фокусувався на певних кутах, а не забезпечував 360° огляд. Однак для вищих рівнів автономності, таких як рівень 4, міркування безпеки вимагають 360° горизонтального поля зору. Очікується, що це призведе до багатоточкових конфігурацій, які забезпечать повне покриття навколо транспортного засобу.
3.Зменшення витрат
З розвитком технології LiDAR та масштабуванням виробництва, витрати знижуються, що робить можливим інтеграцію цих систем у ширший спектр транспортних засобів, включаючи моделі середнього класу. Очікується, що така демократизація технології LiDAR прискорить впровадження передових функцій безпеки та автономного водіння на автомобільному ринку.
Лідари, що представлені сьогодні на ринку, в основному працюють на довжинах хвиль 905 нм та 1550/1535 нм, але з точки зору вартості, 905 нм має перевагу.
· 905 нм лідарний сканерЯк правило, системи LiDAR з довжиною хвилі 905 нм є менш дорогими завдяки широкій доступності компонентів та зрілим виробничим процесам, пов'язаним з цією довжиною хвилі. Ця перевага у вартості робить LiDAR з довжиною хвилі 905 нм привабливим для застосувань, де дальність та безпека зору менш критичні.
· Лідарний сканер 1550/1535 нмКомпоненти для систем 1550/1535 нм, такі як лазери та детектори, як правило, дорожчі, частково тому, що ця технологія менш поширена, а компоненти складніші. Однак переваги з точки зору безпеки та продуктивності можуть виправдати вищу вартість для певних застосувань, особливо в автономному водінні, де виявлення на великій відстані та безпека є першочерговими.
[Посилання:Дізнайтеся більше про порівняння LiDAR з довжинами хвиль 905 нм та 1550 нм/1535 нм]
4. Підвищена безпека та вдосконалена система допомоги пасажирам (ADAS)
Технологія LiDAR значно покращує продуктивність передових систем допомоги водієві (ADAS), надаючи транспортним засобам можливості точного картографування навколишнього середовища. Ця точність покращує функції безпеки, такі як запобігання зіткненням, виявлення пішоходів та адаптивний круїз-контроль, наближаючи галузь до досягнення повністю автономного водіння.
Найчастіші запитання
У транспортних засобах датчики LIDAR випромінюють світлові імпульси, які відбиваються від об'єктів і повертаються до датчика. Час, необхідний для повернення імпульсів, використовується для розрахунку відстані до об'єктів. Ця інформація допомагає створити детальну 3D-карту навколишнього середовища навколо автомобіля.
Типова автомобільна система LIDAR складається з лазера для випромінювання світлових імпульсів, сканера та оптики для спрямування імпульсів, фотодетектора для захоплення відбитого світла та блоку обробки для аналізу даних та створення 3D-зображення навколишнього середовища.
Так, LIDAR може виявляти рухомі об'єкти. Вимірюючи зміну положення об'єктів з часом, LIDAR може розрахувати їхню швидкість і траєкторію.
LIDAR інтегровано в системи безпеки транспортних засобів для покращення таких функцій, як адаптивний круїз-контроль, запобігання зіткненням та виявлення пішоходів, забезпечуючи точні та надійні вимірювання відстані та виявлення об'єктів.
Поточні розробки в автомобільній технології LIDAR включають зменшення розміру та вартості систем LIDAR, збільшення їхньої дальності та роздільної здатності, а також їх більш бездоганну інтеграцію в конструкцію та функціональність транспортних засобів.
[посилання:]Ключові параметри лазера LIDAR]
Імпульсний волоконний лазер з довжиною хвилі 1,5 мкм – це тип лазерного джерела, що використовується в автомобільних системах LIDAR, яке випромінює світло на довжині хвилі 1,5 мікрометра (мкм). Він генерує короткі імпульси інфрачервоного світла, які використовуються для вимірювання відстаней, відбиваючись від об'єктів і повертаючись до датчика LIDAR.
Довжина хвилі 1,5 мкм використовується, оскільки вона забезпечує хороший баланс між безпекою для очей та проникненням в атмосферу. Лазери в цьому діапазоні довжин хвиль менш схильні завдавати шкоди людським очам, ніж ті, що випромінюють на коротших довжинах хвиль, і можуть добре працювати в різних погодних умовах.
Хоча лазери з довжиною хвилі 1,5 мкм працюють краще, ніж видиме світло, в тумані та дощі, їхня здатність проникати крізь атмосферні перешкоди все ще обмежена. Продуктивність у несприятливих погодних умовах, як правило, краща, ніж у лазерів з довжиною хвилі менше, але не така ефективна, як у варіантів з довшою довжиною хвилі.
Хоча імпульсні волоконні лазери з довжиною хвилі 1,5 мкм спочатку можуть збільшити вартість систем LIDAR через їхню складну технологію, очікується, що досягнення у виробництві та економія за рахунок масштабу з часом знизять витрати. Їхні переваги з точки зору продуктивності та безпеки вважаються виправдовуючими інвестиції. Чудова продуктивність та покращені функції безпеки, що забезпечуються імпульсними волоконними лазерами з довжиною хвилі 1,5 мкм, роблять їх вигідною інвестицією для автомобільних систем LIDAR..