Automobilové pozadie LiDAR
Od roku 2015 do roku 2020 krajina vydala niekoľko súvisiacich politík zameraných na „inteligentné prepojené vozidlá' a 'autonómne vozidlá'. Začiatkom roka 2020 národ vydal dva plány: Stratégiu inovácie a rozvoja inteligentného vozidla a Klasifikácia automatizácie jazdy v automobiloch, aby objasnil strategickú pozíciu a budúce smerovanie autonómneho riadenia.
Yole Development, celosvetová konzultačná firma, zverejnila priemyselnú výskumnú správu spojenú s „Lidarom pre automobilové a priemyselné aplikácie“, v ktorej sa uvádza, že trh s lidarom v oblasti automobilového priemyslu môže do roku 2026 dosiahnuť 5,7 miliardy amerických dolárov, očakáva sa, že zložený ročný 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, je revolučná technológia, ktorá zmenila automobilový priemysel, najmä v oblasti autonómnych vozidiel. Funguje tak, že vyžaruje impulzy svetla – zvyčajne z lasera – smerom k cieľu a meria čas, ktorý trvá, kým sa svetlo odrazí späť k senzoru. Tieto údaje sa potom použijú na vytvorenie podrobných trojrozmerných máp prostredia okolo vozidla.
Systémy LiDAR sú známe svojou presnosťou a schopnosťou detekovať objekty s vysokou presnosťou, čo z nich robí nepostrádateľný nástroj pre autonómne riadenie. Na rozdiel od kamier, ktoré sa spoliehajú na viditeľné svetlo a môžu bojovať 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 rýchlosti, čo je kľúčové pre navigáciu v zložitých scenároch jazdy.
Vývojový diagram pracovného princípu LiDAR
Aplikácie LiDAR v automatizácii:
Technológia LiDAR (Light Detection and Ranging) v automobilovom priemysle je primárne zameraná na zvýšenie bezpečnosti jazdy a pokrok v technológiách autonómneho riadenia. Jeho základná technológia,čas letu (ToF), funguje tak, že vysiela laserové impulzy a vypočítava čas potrebný na to, aby sa tieto impulzy odrazili späť od prekážok. Táto metóda vytvára vysoko presné údaje „mračna bodov“, ktoré dokážu vytvárať podrobné trojrozmerné mapy prostredia okolo vozidla s centimetrovou presnosťou, čo ponúka výnimočne presné priestorové rozpoznávanie pre automobily.
Aplikácia technológie LiDAR v automobilovom sektore sa sústreďuje najmä na tieto oblasti:
Systémy autonómneho riadenia:LiDAR je jednou z kľúčových technológií na dosiahnutie pokročilých úrovní autonómneho riadenia. Presne vníma prostredie okolo vozidla vrátane ostatných vozidiel, chodcov, dopravné značenie a stav vozovky, čím pomáha systémom autonómneho riadenia robiť rýchle a presné rozhodnutia.
Pokročilé asistenčné systémy vodiča (ADAS):V oblasti asistencie 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 LiDAR môžu výrazne zvýšiť presnosť určovania polohy vozidla, najmä v mestskom prostredí, kde sú signály GPS obmedzené.
Monitorovanie a riadenie dopravy:LiDAR je možné použiť na monitorovanie a analýzu dopravného toku, pomáha mestským dopravným systémom pri optimalizácii riadenia signálu a znižovaní preťaženia.
Pre diaľkové snímanie, diaľkomer, automatizáciu a DTS atď.
Potrebujete bezplatnú konzultáciu?
Trendy smerom k automobilovému LiDAR
1. LiDAR Miniaturizácia
Tradičný názor automobilového priemyslu zastáva názor, že autonómne vozidlá by sa vzhľadom nemali líšiť od bežných áut, aby si zachovali radosť z jazdy a efektívnu aerodynamiku. Táto perspektíva poháňala trend smerom k miniaturizácii systémov LiDAR. Ideálom budúcnosti je, aby bol LiDAR dostatočne malý na to, aby sa dal bez problémov integrovať do karosérie vozidla. To znamená minimalizáciu alebo dokonca elimináciu mechanických rotujúcich častí, čo je posun, ktorý je v súlade s postupným odklonom odvetvia od súčasných laserových štruktúr smerom k pevným riešeniam LiDAR. Pevný LiDAR bez pohyblivých častí ponúka kompaktné, spoľahlivé a odolné riešenie, ktoré dobre zapadá do estetických a funkčných požiadaviek moderných vozidiel.
2. Vstavané riešenia LiDAR
Keďže technológie autonómneho riadenia v posledných rokoch pokročili, niektorí výrobcovia LiDAR 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 tiež využíva strategické umiestnenie na optimalizáciu zorného poľa a funkčnosti LiDAR. V prípade osobných vozidiel niektoré funkcie pokročilých asistenčných systémov vodiča (ADAS) vyžadujú, aby sa LiDAR zameral na konkrétne uhly, a nie na poskytovanie 360° pohľadu. Pre vyššie úrovne autonómie, ako je úroveň 4, si však bezpečnostné hľadiská vyžadujú horizontálne zorné pole 360°. Očakáva sa, že to povedie k viacbodovým konfiguráciám, ktoré zabezpečia úplné pokrytie okolo vozidla.
3.Zníženie nákladov
Ako technológia LiDAR dospieva a výroba sa zväčšuje, náklady klesajú, vďaka čomu je možné začleniť tieto systémy do širšej škály vozidiel, vrátane modelov strednej triedy. Očakáva sa, že táto demokratizácia technológie LiDAR urýchli prijatie pokročilých funkcií bezpečnosti a autonómneho riadenia na celom automobilovom trhu.
LIDARy na dnešnom trhu sú väčšinou 905nm a 1550nm/1535nm LIDAR, ale z hľadiska nákladov má výhodu 905nm.
· 905nm LiDAR: Vo všeobecnosti sú 905nm LiDAR systémy lacnejšie kvôli širokej dostupnosti komponentov a vyspelým výrobným procesom spojeným s touto vlnovou dĺžkou. Táto cenová výhoda robí 905nm LiDAR atraktívnym pre aplikácie, kde sú dosah a bezpečnosť očí menej dôležité.
· 1550/1535nm LiDAR: Komponenty pre 1550/1535nm systémy, 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 na určité aplikácie, najmä pri autonómnom riadení, kde je prvoradá detekcia a bezpečnosť na veľké vzdialenosti.
[Odkaz:Prečítajte si viac o porovnaní medzi 905nm a 1550nm/1535nm LiDAR]
4. Zvýšená bezpečnosť a vylepšený ADAS
Technológia LiDAR výrazne zvyšuje výkon pokročilých asistenčných systémov vodiča (ADAS) a poskytuje vozidlám presné možnosti mapovania prostredia. Táto presnosť zlepšuje bezpečnostné prvky, ako je predchádzanie kolíziám, detekcia chodcov a adaptívny tempomat, čím sa odvetvie posúva bližšie k dosiahnutiu plne autonómneho riadenia.
často kladené otázky
Vo vozidlách senzory LIDAR vysielajú svetelné impulzy, ktoré sa odrážajú od predmetov a vracajú sa späť k senzoru. Čas potrebný na návrat impulzov sa používa na výpočet vzdialenosti k objektom. Tieto informácie pomáhajú vytvárať podrobnú 3D mapu okolia vozidla.
Typický automobilový systém LIDAR pozostáva z lasera na vysielanie svetelných impulzov, skenera a optiky na usmerňovanie impulzov, fotodetektora na zachytávanie odrazeného svetla a spracovateľskej jednotky na analýzu údajov a vytváranie 3D reprezentácie prostredia.
Áno, LIDAR dokáže rozpoznať pohybujúce sa objekty. Meraním zmeny polohy objektov v čase dokáže LIDAR vypočítať ich rýchlosť a trajektóriu.
LIDAR je integrovaný do bezpečnostných systémov vozidla, aby zlepšil funkcie, ako je adaptívny tempomat, predchádzanie kolíziám a detekcia chodcov tým, že poskytuje presné a spoľahlivé merania vzdialenosti a detekciu objektov.
Pokračujúci vývoj v automobilovej technológii LIDAR zahŕňa zníženie veľkosti a nákladov na systémy LIDAR, zvýšenie ich dosahu a rozlíšenia a ich bezproblémovú integráciu do dizajnu a funkčnosti vozidiel.
[odkaz:Kľúčové parametre lasera LIDAR]
1,5 μm pulzný vláknový laser 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 odrazom od predmetov a vrátením sa do senzora LIDAR.
Používa sa vlnová dĺžka 1,5 μm, pretože ponúka dobrú rovnováhu medzi bezpečnosťou očí a atmosférickým prienikom. Lasery v tomto rozsahu vlnových dĺžok poškodzujú ľudské oči s menšou pravdepodobnosťou ako lasery vyžarujúce na kratších vlnových dĺžkach a môžu fungovať dobre v rôznych poveternostných podmienkach.
Zatiaľ čo 1,5μm lasery fungujú lepšie ako viditeľné svetlo v hmle a daždi, ich schopnosť prenikať cez atmosférické prekážky je stále obmedzená. Výkon v nepriaznivých poveternostných podmienkach je vo všeobecnosti lepší ako lasery s kratšou vlnovou dĺžkou, ale nie taký účinný ako možnosti s dlhšími vlnovými dĺžkami.
Zatiaľ čo 1,5 μm pulzné vláknové lasery môžu spočiatku zvýšiť náklady na systémy LIDAR vďaka svojej sofistikovanej technológii, očakáva sa, že pokroky vo výrobe a úspory z rozsahu časom znížia náklady. Ich výhody z hľadiska výkonu a bezpečnosti sa považujú za opodstatnenie investície. Vynikajúci výkon a vylepšené bezpečnostné funkcie poskytované 1,5μm pulznými vláknovými lasermi z nich robia výhodnú investíciu do automobilových systémov LIDAR..