Pozadie automobilového LiDARu
V rokoch 2015 až 2020 krajina vydala niekoľko súvisiacich politík zameraných na „inteligentné pripojené vozidlá' a 'autonómne vozidlá„Začiatkom roka 2020 národ vydal dva plány: Stratégiu inovácií a rozvoja inteligentných vozidiel a Klasifikáciu automatizácie riadenia automobilov, s cieľom objasniť strategickú pozíciu a budúci smer vývoja autonómneho riadenia.“
Spoločnosť Yole Development, celosvetová konzultačná firma, publikovala výskumnú správu o odvetví súvisiacu s projektom „Lidar pre automobilový priemysel a priemyselné aplikácie“, v ktorej uviedla, že trh s lidarmi v automobilovom priemysle by mohol do roku 2026 dosiahnuť 5,7 miliardy amerických dolárov a očakáva sa, že zložená ročná miera rastu by sa mohla v nasledujúcich piatich rokoch zvýšiť na viac ako 21 %.
Čo je automobilový LiDAR?
LiDAR, skratka pre Light Detection and Ranging (detekcia a meranie vzdialenosti svetla), je revolučná technológia, ktorá zmenila automobilový priemysel, najmä v oblasti autonómnych vozidiel. Funguje tak, že vysiela svetelné impulzy – zvyčajne z laseru – smerom k cieľu a meria čas, ktorý svetlo potrebuje na odraz späť k senzoru. Tieto údaje sa potom používajú na vytvorenie podrobných trojrozmerných máp prostredia okolo vozidla.
Systémy LiDAR sú známe svojou presnosťou a schopnosťou detekovať objekty s vysokou presnosťou, vďaka čomu sú nevyhnutným nástrojom pre autonómne riadenie. Na rozdiel od kamier, ktoré sa spoliehajú na viditeľné svetlo a môžu mať problémy za určitých podmienok, ako je slabé osvetlenie alebo priame slnečné svetlo, senzory LiDAR poskytujú spoľahlivé údaje v rôznych svetelných a poveternostných podmienkach. Okrem toho schopnosť LiDAR presne merať vzdialenosti umožňuje detekciu objektov, ich veľkosti a dokonca aj ich rýchlosti, čo je kľúčové pre navigáciu v zložitých jazdných scenároch.
Vývojový diagram princípu fungovania LiDARu
Aplikácie LiDAR v automatizácii:
Technológia LiDAR (detekcia a meranie vzdialenosti svetla) v automobilovom priemysle sa primárne zameriava na zvýšenie bezpečnosti jazdy a rozvoj technológií autonómneho riadenia. Jej základná technológia,Čas letu (ToF), funguje na princípe vyžarovania laserových impulzov a výpočtu času potrebného na odraz týchto impulzov od prekážok. Táto metóda produkuje vysoko presné údaje o „oblaku bodov“, ktoré dokážu vytvoriť podrobné trojrozmerné mapy prostredia okolo vozidla s presnosťou na centimeter, čím ponúkajú mimoriadne presnú priestorovú rozpoznávaciu schopnosť pre automobily.
Aplikácia technológie LiDAR v automobilovom sektore sa sústreďuje najmä v nasledujúcich oblastiach:
Systémy autonómneho riadenia:LiDAR je jednou z kľúčových technológií na dosiahnutie pokročilých úrovní autonómneho riadenia. Presne vníma prostredie okolo vozidla vrátane iných vozidiel, chodcov, dopravných značiek a podmienok na vozovke, čím pomáha systémom autonómneho riadenia pri rýchlom a presnom rozhodovaní.
Pokročilé asistenčné systémy vodiča (ADAS):V oblasti asistenčných systémov pre vodiča sa LiDAR používa na zlepšenie bezpečnostných prvkov vozidla vrátane adaptívneho tempomatu, núdzového brzdenia, detekcie chodcov a funkcií vyhýbania sa prekážkam.
Navigácia a určovanie polohy vozidla:Vysoko presné 3D mapy generované systémom LiDAR môžu výrazne zlepšiť presnosť určovania polohy vozidiel, najmä v mestskom prostredí, kde je signál GPS obmedzený.
Monitorovanie a riadenie dopravy:LiDAR sa dá využiť na monitorovanie a analýzu dopravného toku, čo pomáha mestským dopravným systémom optimalizovať riadenie signálov a znižovať dopravné zápchy.
Pre diaľkové snímanie, meranie vzdialenosti, automatizáciu a DTS atď.
Potrebujete bezplatnú konzultáciu?
Trendy smerom k automobilovému LiDARu
1. Miniaturizácia LiDARu
Tradičný pohľad automobilového priemyslu zastáva názor, že autonómne vozidlá by sa nemali vzhľadom líšiť od konvenčných áut, aby sa zachovala radosť z jazdy a efektívna aerodynamika. Táto perspektíva podnietila trend miniaturizácie systémov LiDAR. Ideálom budúcnosti je, aby bol LiDAR dostatočne malý na to, aby sa dal bezproblémovo integrovať do karosérie vozidla. To znamená minimalizáciu alebo dokonca elimináciu mechanických rotujúcich častí, čo je posun, ktorý je v súlade s postupným odklonom od súčasných laserových štruktúr smerom k riešeniam LiDAR v pevnej fáze. Pevná fáza LiDAR, bez pohyblivých častí, ponúka kompaktné, spoľahlivé a odolné riešenie, ktoré dobre spĺňa estetické a funkčné požiadavky moderných vozidiel.
2. Vstavané riešenia LiDAR
Keďže technológie autonómneho riadenia v posledných rokoch pokročili, niektorí výrobcovia LiDAR systémov začali spolupracovať s dodávateľmi automobilových dielov na vývoji riešení, ktoré integrujú LiDAR do častí vozidla, ako sú napríklad svetlomety. Táto integrácia slúži nielen na skrytie systémov LiDAR, čím sa zachováva estetický vzhľad vozidla, ale využíva aj strategické umiestnenie na optimalizáciu zorného poľa a funkčnosti LiDAR systémov. V prípade osobných vozidiel niektoré funkcie pokročilých asistenčných systémov vodiča (ADAS) vyžadujú, aby sa LiDAR zameriaval na konkrétne uhly, a nie na poskytovanie 360° pohľadu. Avšak pre vyššie úrovne autonómie, ako je úroveň 4, si bezpečnostné hľadiská vyžadujú 360° horizontálne zorné pole. Očakáva sa, že to povedie k viacbodovým konfiguráciám, ktoré zabezpečia úplné pokrytie okolo vozidla.
3.Zníženie nákladov
S rozvojom technológie LiDAR a rozširovaním výroby klesajú náklady, čo umožňuje integráciu týchto systémov do širšej škály vozidiel vrátane modelov strednej triedy. Očakáva sa, že táto demokratizácia technológie LiDAR urýchli zavádzanie pokročilých bezpečnostných a autonómnych jazdných funkcií na celom automobilovom trhu.
LIDARy na trhu sú dnes prevažne 905 nm a 1550 nm/1535 nm, ale z hľadiska ceny má 905 nm výhodu.
· 905nm LiDARSystémy LiDAR s vlnovou dĺžkou 905 nm sú vo všeobecnosti lacnejšie vďaka širokej dostupnosti komponentov a vyspelým výrobným procesom spojeným s touto vlnovou dĺžkou. Táto cenová výhoda robí LiDAR s vlnovou dĺžkou 905 nm atraktívnym pre aplikácie, kde sú dosah a bezpečnosť očí menej kritické.
· LiDAR 1550/1535 nmKomponenty pre systémy 1550/1535 nm, ako sú lasery a detektory, bývajú drahšie, čiastočne preto, že technológia je menej rozšírená a komponenty sú zložitejšie. Výhody z hľadiska bezpečnosti a výkonu však môžu odôvodniť vyššie náklady pre určité aplikácie, najmä v autonómnom riadení, kde je detekcia na dlhé vzdialenosti a bezpečnosť prvoradá.
[Odkaz:Prečítajte si viac o porovnaní LiDAR s vlnovými dĺžkami 905 nm a 1550 nm/1535 nm]
4. Zvýšená bezpečnosť a vylepšený systém ADAS
Technológia LiDAR výrazne zlepšuje výkon pokročilých asistenčných systémov vodiča (ADAS) a poskytuje vozidlám presné mapovanie prostredia. Táto presnosť zlepšuje bezpečnostné prvky, ako je predchádzanie kolíziám, detekcia chodcov a adaptívny tempomat, čím sa odvetvie posúva bližšie k dosiahnutiu plne autonómnej jazdy.
Často kladené otázky
Vo vozidlách vysielajú senzory LIDAR svetelné impulzy, ktoré sa odrážajú od objektov a vracajú sa k senzoru. Čas potrebný na návrat impulzov sa používa na výpočet vzdialenosti k objektom. Tieto informácie pomáhajú vytvoriť podrobnú 3D mapu okolia vozidla.
Typický automobilový systém LIDAR pozostáva z laseru na vyžarovanie svetelných impulzov, skenera a optiky na smerovanie impulzov, fotodetektora na zachytávanie odrazeného svetla a procesorovej jednotky na analýzu údajov a vytvorenie 3D znázornenia prostredia.
Áno, LIDAR dokáže detekovať pohybujúce sa objekty. Meraním zmeny polohy objektov v priebehu času dokáže LIDAR vypočítať ich rýchlosť a trajektóriu.
LIDAR je integrovaný do bezpečnostných systémov vozidiel na vylepšenie funkcií, ako je adaptívny tempomat, predchádzanie kolíziám a detekcia chodcov, a to poskytovaním presných a spoľahlivých meraní vzdialenosti a detekcie objektov.
Medzi prebiehajúci vývoj v automobilovej technológii LIDAR patrí zmenšovanie veľkosti a nákladov na systémy LIDAR, zvyšovanie ich dosahu a rozlíšenia a ich bezproblémovejšia integrácia do dizajnu a funkčnosti vozidiel.
[odkaz:]Kľúčové parametre LIDAR laseru]
Pulzný vláknový laser s vlnovou dĺžkou 1,5 μm je typ laserového zdroja používaného v automobilových systémoch LIDAR, ktorý vyžaruje svetlo s vlnovou dĺžkou 1,5 mikrometra (μm). Generuje krátke impulzy infračerveného svetla, ktoré sa používajú na meranie vzdialeností odrážaním sa od objektov a návratom do senzora LIDAR.
Vlnová dĺžka 1,5 μm sa používa, pretože ponúka dobrú rovnováhu medzi bezpečnosťou pre oči a prenikaním do atmosféry. Lasery v tomto rozsahu vlnových dĺžok s menšou pravdepodobnosťou poškodia ľudské oči ako lasery vyžarujúce kratšie vlnové dĺžky a dokážu dobre fungovať v rôznych poveternostných podmienkach.
Hoci lasery s vlnovou dĺžkou 1,5 μm dosahujú v hmle a daždi lepší výkon ako viditeľné svetlo, ich schopnosť preniknúť cez atmosférické prekážky je stále obmedzená. Výkon v nepriaznivých poveternostných podmienkach je vo všeobecnosti lepší ako pri laseroch s kratšou vlnovou dĺžkou, ale nie je taký účinný ako pri laseroch s dlhšou vlnovou dĺžkou.
Zatiaľ čo pulzné vláknové lasery s vlnovou dĺžkou 1,5 μm môžu spočiatku zvýšiť náklady na systémy LIDAR kvôli ich sofistikovanej technológii, očakáva sa, že pokrok vo výrobe a úspory z rozsahu časom náklady znížia. Ich výhody z hľadiska výkonu a bezpečnosti sa považujú za opodstatnenie investície. Vynikajúci výkon a vylepšené bezpečnostné prvky, ktoré poskytujú pulzné vláknové lasery s vlnovou dĺžkou 1,5 μm, z nich robia výhodnú investíciu do automobilových systémov LIDAR..