Фон за автомобилния LiDAR
От 2015 до 2020 г. страната издаде няколко свързани политики, фокусирани върху „интелигентни свързани превозни средства'и'автономни превозни средства„В началото на 2020 г. нацията публикува два плана: „Стратегия за иновации и развитие на интелигентните превозни средства“ и „Класификация на автоматизацията на шофирането на автомобили“, за да изясни стратегическата позиция и бъдещата посока на развитие на автономното шофиране.“
Yole Development, световна консултантска фирма, публикува доклад за индустриално проучване, свързан с „Лидар за автомобилни и индустриални приложения“, в който се посочва, че пазарът на лидар в автомобилната област може да достигне 5,7 милиарда щатски долара до 2026 г., като се очаква средният годишен темп на растеж да се увеличи до над 21% през следващите пет години.
Какво е автомобилен LiDAR?
LiDAR, съкращение от Light Detection and Ranging (Определяне на светлина и далмиране), е революционна технология, която трансформира автомобилната индустрия, особено в областта на автономните превозни средства. Тя функционира чрез излъчване на светлинни импулси – обикновено от лазер – към целта и измерване на времето, необходимо на светлината да се върне обратно към сензора. След това тези данни се използват за създаване на подробни триизмерни карти на околната среда около превозното средство.
LiDAR системите са известни със своята прецизност и способност да откриват обекти с висока точност, което ги прави незаменим инструмент за автономно шофиране. За разлика от камерите, които разчитат на видима светлина и могат да изпитват затруднения при определени условия, като слаба светлина или пряка слънчева светлина, LiDAR сензорите предоставят надеждни данни при различни условия на осветление и метеорологични условия. Освен това, способността на LiDAR да измерва разстоянията точно позволява откриването на обекти, техния размер и дори скоростта им, което е от решаващо значение за навигиране в сложни сценарии на шофиране.
Блок-схема на принципа на работа на LiDAR
Приложения на LiDAR в автоматизацията:
Технологията LiDAR (Light Detection and Ranging) в автомобилната индустрия е фокусирана предимно върху подобряване на безопасността при шофиране и усъвършенстване на технологиите за автономно шофиране. Нейната основна технология,Време на полет (ToF), работи чрез излъчване на лазерни импулси и изчисляване на времето, необходимо на тези импулси да се отразят обратно от препятствията. Този метод произвежда високоточни данни за „облак от точки“, които могат да създадат подробни триизмерни карти на околната среда около превозното средство с точност до сантиметър, предлагайки изключително точна пространствена възможност за разпознаване за автомобили.
Приложението на LiDAR технологията в автомобилния сектор е концентрирано главно в следните области:
Системи за автономно шофиране:LiDAR е една от ключовите технологии за постигане на напреднали нива на автономно шофиране. Тя прецизно възприема средата около превозното средство, включително други превозни средства, пешеходци, пътни знаци и пътни условия, като по този начин помага на системите за автономно шофиране да вземат бързи и точни решения.
Усъвършенствани системи за подпомагане на водача (ADAS):В областта на асистирането на водача, LiDAR се използва за подобряване на функциите за безопасност на превозните средства, включително адаптивен круиз контрол, аварийно спиране, разпознаване на пешеходци и функции за избягване на препятствия.
Навигация и позициониране на превозни средства:Високопрецизните 3D карти, генерирани от LiDAR, могат значително да подобрят точността на позициониране на превозните средства, особено в градска среда, където GPS сигналите са ограничени.
Мониторинг и управление на трафика:LiDAR може да се използва за наблюдение и анализ на трафика, като по този начин помага на градските транспортни системи да оптимизират контрола на сигнализацията и да намалят задръстванията.
За дистанционно наблюдение, измерване на разстояние, автоматизация и DTS и др.
Нуждаете се от безплатна консултация?
Тенденции към автомобилната LiDAR технология
1. Миниатюризация на LiDAR
Традиционният възглед в автомобилната индустрия е, че автономните превозни средства не трябва да се различават по външен вид от конвенционалните автомобили, за да се запази удоволствието от шофирането и ефективната аеродинамика. Тази перспектива е тласнала тенденцията към миниатюризиране на LiDAR системите. Идеалът в бъдеще е LiDAR да бъде достатъчно малък, за да може да се интегрира безпроблемно в каросерията на превозното средство. Това означава минимизиране или дори елиминиране на механичните въртящи се части, промяна, която е в съответствие с постепенния отказ на индустрията от настоящите лазерни структури към твърдотелни LiDAR решения. Твърдотелният LiDAR, лишен от движещи се части, предлага компактно, надеждно и издръжливо решение, което се вписва добре в естетическите и функционалните изисквания на съвременните превозни средства.
2. Вградени LiDAR решения
С напредването на технологиите за автономно шофиране през последните години, някои производители на LiDAR започнаха да си сътрудничат с доставчици на автомобилни части, за да разработят решения, които интегрират LiDAR в части от превозното средство, като например фарове. Тази интеграция не само служи за скриване на LiDAR системите, запазвайки естетическата привлекателност на превозното средство, но също така използва стратегическото разположение, за да оптимизира зрителното поле и функционалността на LiDAR. При пътническите превозни средства някои функции на усъвършенстваните системи за подпомагане на водача (ADAS) изискват LiDAR да се фокусира върху специфични ъгли, вместо да осигурява 360° изглед. Въпреки това, за по-високи нива на автономност, като например ниво 4, съображенията за безопасност налагат 360° хоризонтално зрително поле. Очаква се това да доведе до многоточкови конфигурации, които осигуряват пълно покритие около превозното средство.
3.Намаляване на разходите
С развитието на LiDAR технологията и мащабирането на производството, разходите намаляват, което прави възможно внедряването на тези системи в по-широка гама от превозни средства, включително модели от среден клас. Очаква се тази демократизация на LiDAR технологията да ускори приемането на усъвършенствани функции за безопасност и автономно шофиране в целия автомобилен пазар.
Лидарите на пазара днес са предимно 905nm и 1550nm/1535nm, но по отношение на цената 905nm има предимството.
· 905nm ЛиДАРКато цяло, 905nm LiDAR системите са по-евтини поради широката наличност на компоненти и зрелите производствени процеси, свързани с тази дължина на вълната. Това ценово предимство прави 905nm LiDAR привлекателен за приложения, където обхватът и безопасността на очите са по-малко критични.
· 1550/1535nm ЛиДАРКомпонентите за системи 1550/1535nm, като лазери и детектори, са по-скъпи, отчасти защото технологията е по-малко разпространена, а компонентите са по-сложни. Ползите по отношение на безопасността и производителността обаче могат да оправдаят по-високата цена за определени приложения, особено при автономно шофиране, където откриването на дълги разстояния и безопасността са от първостепенно значение.
[Връзка:Прочетете повече за сравнението между 905nm и 1550nm/1535nm LiDAR]
4. Повишена безопасност и подобрена система за подпомагане на водача (ADAS)
Технологията LiDAR значително подобрява производителността на усъвършенстваните системи за подпомагане на водача (ADAS), предоставяйки на превозните средства прецизни възможности за картографиране на околната среда. Тази прецизност подобрява функциите за безопасност, като избягване на сблъсъци, разпознаване на пешеходци и адаптивен круиз контрол, приближавайки индустрията до постигане на напълно автономно шофиране.
Често задавани въпроси
В превозните средства LIDAR сензорите излъчват светлинни импулси, които се отразяват от обекти и се връщат към сензора. Времето, необходимо на импулсите да се върнат, се използва за изчисляване на разстоянието до обектите. Тази информация помага за създаването на подробна 3D карта на околностите на превозното средство.
Типичната автомобилна LIDAR система се състои от лазер за излъчване на светлинни импулси, скенер и оптика за насочване на импулсите, фотодетектор за улавяне на отразената светлина и процесор за анализ на данните и създаване на 3D изображение на околната среда.
Да, LIDAR може да открива движещи се обекти. Чрез измерване на промяната в позицията на обектите с течение на времето, LIDAR може да изчисли тяхната скорост и траектория.
LIDAR е интегриран в системите за безопасност на превозните средства, за да подобри функции като адаптивен круиз контрол, избягване на сблъсъци и разпознаване на пешеходци, като осигурява точни и надеждни измервания на разстоянието и разпознаване на обекти.
Текущите разработки в автомобилната LIDAR технология включват намаляване на размера и цената на LIDAR системите, увеличаване на техния обхват и разделителна способност и по-безпроблемното им интегриране в дизайна и функционалността на превозните средства.
1,5μm импулсен фибролазер е вид лазерен източник, използван в автомобилните LIDAR системи, който излъчва светлина с дължина на вълната 1,5 микрометра (μm). Той генерира кратки импулси от инфрачервена светлина, които се използват за измерване на разстояния, като се отразяват от обекти и се връщат към LIDAR сензора.
Дължината на вълната от 1,5 μm се използва, защото предлага добър баланс между безопасност за очите и проникване в атмосферата. Лазерите в този диапазон на дължината на вълната е по-малко вероятно да причинят вреда на човешките очи, отколкото тези, излъчващи с по-къси дължини на вълната, и могат да работят добре при различни метеорологични условия.
Въпреки че лазерите с дължина на вълната 1,5 μm се представят по-добре от видимата светлина в мъгла и дъжд, способността им да проникват през атмосферни препятствия е все още ограничена. Производителността при неблагоприятни метеорологични условия обикновено е по-добра от тази на лазерите с по-къса дължина на вълната, но не е толкова ефективна, колкото опциите с по-дълга дължина на вълната.
Въпреки че импулсните влакнести лазери с дължина на вълната 1,5 μm първоначално могат да увеличат цената на LIDAR системите поради усъвършенстваната си технология, се очаква напредъкът в производството и икономиите от мащаба да намалят разходите с течение на времето. Ползите от тях по отношение на производителност и безопасност се считат за оправдаващи инвестицията. Превъзходната производителност и подобрените функции за безопасност, предоставяни от импулсните влакнести лазери с дължина на вълната 1,5 μm, ги правят полезна инвестиция за автомобилни LIDAR системи..