Автомобилен LiDAR фон
От 2015 г. до 2020 г. страната издаде няколко свързани политики, фокусирани върху „интелигентни свързани превозни средства"и"автономни превозни средства'. В началото на 2020 г. нацията издаде два плана: Стратегия за иновации и развитие на интелигентни превозни средства и Класификация за автоматизация 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 проучване на индустрията, свързан с „Лидар за автомобилни и индустриални приложения“, споменава, че пазарът на лидари в областта на автомобилостроенето може да достигне 5,7 милиарда щатски долара до 2026 г., очаква се съставният годишен темпът на растеж може да нарасне до над 21% през следващите пет години.
Какво е автомобилен LiDAR?
LiDAR, съкращение от Light Detection and Ranging, е революционна технология, която трансформира автомобилната индустрия, особено в сферата на автономните превозни средства. Той функционира, като излъчва светлинни импулси - обикновено от лазер - към целта и измерва времето, необходимо на светлината да отскочи обратно към сензора. След това тези данни се използват за създаване на подробни триизмерни карти на околната среда около автомобила.
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 фотоапаратите, които разчитат на видима светлина и могат да се борят при определени условия като слаба светлина или пряка слънчева светлина, сензорите LiDAR предоставят надеждни данни при различни условия на осветление и метеорологични условия. Освен това способността на LiDAR да измерва точно разстоянията позволява откриването на обекти, техния размер и дори скоростта им, което е от решаващо значение за навигиране в сложни сценарии на шофиране.
Диаграма на работния принцип на LiDAR
Приложения на LiDAR в автоматизацията:
Технологията LiDAR (Light Detection and Ranging) в автомобилната индустрия е насочена основно към повишаване на безопасността при шофиране и напредък на технологиите за автономно шофиране. Неговата основна технология,Време на полет (ToF), работи чрез излъчване на лазерни импулси и изчисляване на времето, необходимо на тези импулси да бъдат отразени обратно от препятствията. Този метод произвежда изключително точни данни от "облак от точки", които могат да създадат подробни триизмерни карти на околната среда около превозното средство с прецизност на ниво сантиметър, предлагайки изключително точна възможност за пространствено разпознаване за автомобили.
Приложението на LiDAR технологията в автомобилния сектор е съсредоточено основно в следните области:
Системи за автономно шофиране:LiDAR е една от ключовите технологии за постигане на напреднали нива на автономно шофиране. Той прецизно възприема околната среда около автомобила, включително други превозни средства, пешеходци, пътни знаци и пътни условия, като по този начин подпомага системите за автономно шофиране при вземането на бързи и точни решения.
Усъвършенствани системи за подпомагане на водача (ADAS):В областта на подпомагането на водача LiDAR се използва за подобряване на функциите за безопасност на превозното средство, включително адаптивен круиз контрол, аварийно спиране, функции за откриване на пешеходци и избягване на препятствия.
Навигация и позициониране на превозното средство:Високопрецизните 3D карти, генерирани от LiDAR, могат значително да подобрят точността на позициониране на автомобила, особено в градска среда, където GPS сигналите са ограничени.
Наблюдение и управление на трафика:LiDAR може да се използва за наблюдение и анализ на трафик потока, подпомагайки системите за градски трафик при оптимизиране на контрола на сигнала и намаляване на задръстванията.
За дистанционно наблюдение, определяне на обхват, автоматизация и DTS и др.
Нуждаете се от безплатна консултация?
Тенденции към автомобилния LiDAR
1. LiDAR миниатюризация
Традиционното мнение на автомобилната индустрия е, че автономните превозни средства не трябва да се различават по външен вид от конвенционалните автомобили, за да запазят удоволствието от шофирането и ефективната аеродинамика. Тази перспектива задвижи тенденцията към миниатюризиране на LiDAR системите. Бъдещият идеал е LiDAR да бъде достатъчно малък, за да бъде безпроблемно интегриран в тялото на автомобила. Това означава минимизиране или дори елиминиране на механични въртящи се части, промяна, която е в съответствие с постепенното отдалечаване на индустрията от настоящите лазерни структури към твърдотелни LiDAR решения. LiDAR в твърдо състояние, лишен от движещи се части, предлага компактно, надеждно и издръжливо решение, което се вписва добре в естетическите и функционални изисквания на съвременните превозни средства.
2. Вградени LiDAR решения
Тъй като технологиите за автономно шофиране напреднаха 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 на автомобила, като например фарове. Тази интеграция не само служи за прикриване на LiDAR системите, поддържайки естетическата привлекателност на автомобила, но също така използва стратегическото разположение за оптимизиране на зрителното поле и функционалността на LiDAR. За пътнически превозни средства някои функции на Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) изискват LiDAR да се фокусира върху конкретни ъгли, вместо да предоставя 360° изглед. Въпреки това, за по-високи нива на автономност, като Ниво 4, съображенията за безопасност налагат 360° хоризонтално зрително поле. Очаква се това да доведе до многоточкови конфигурации, които осигуряват пълно покритие около автомобила.
3.Намаляване на разходите
Тъй като технологията LiDAR узрява и производството се мащабира, разходите намаляват, което прави възможно включването на тези системи в по-широка гама превозни средства, включително модели от среден клас. Очаква се тази демократизация на технологията LiDAR да ускори приемането на усъвършенствани функции за безопасност и автономно шофиране на автомобилния пазар.
LIDAR на пазара днес са предимно 905nm и 1550nm/1535nm LIDAR, но по отношение на цената 905nm има предимство.
· 905nm LiDAR: Като цяло 905nm LiDAR системите са по-евтини поради широко разпространената 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 LiDAR: Компонентите за 1550/1535nm системи, като лазери и детектори, обикновено са по-скъпи, отчасти защото технологията е по-малко разпространена и компонентите са по-сложни. Въпреки това ползите по отношение на безопасността и производителността може да оправдаят по-високите разходи за определени приложения, особено при автономно шофиране, където откриването на далечни разстояния и безопасността са от първостепенно значение.
[Връзка:Прочетете повече за сравнението между 905nm и 1550nm/1535nm LiDAR]
4. Повишена безопасност и подобрен ADAS
Технологията LiDAR значително подобрява производителността на усъвършенстваните системи за подпомагане на водача (ADAS), предоставяйки на превозните средства възможности за прецизно картографиране на околната среда. Тази прецизност подобрява функциите за безопасност, като избягване на сблъсък, разпознаване на пешеходци и адаптивен круиз контрол, тласкайки индустрията по-близо до постигането на напълно автономно шофиране.
Често задавани въпроси
В превозните средства сензорите LIDAR излъчват светлинни импулси, които се отразяват от обекти и се връщат към сензора. Времето, необходимо за връщане на импулсите, се използва за изчисляване на разстоянието до обектите. Тази информация помага за създаването на подробна 3D карта на заобикалящата среда на автомобила.
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 анализиране на данните и създаване на 3D представяне на околната среда.
Да, LIDAR може да открива движещи се обекти. Чрез измерване на промяната в позицията на обектите във времето, LIDAR може да изчисли тяхната скорост и траектория.
LIDAR е интегриран в системите за безопасност на превозното средство, за да подобри функции като адаптивен круиз контрол, избягване на сблъсък и откриване на пешеходци, като осигурява точни и надеждни измервания на разстоянието и откриване 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.
1,5 μm импулсен влакнест лазер е вид лазерен източник, използван в автомобилни LIDAR системи, който излъчва светлина с дължина на вълната 1,5 микрометра (μm). Той генерира кратки импулси инфрачервена светлина, които се използват за измерване на разстояния чрез отскачане от обекти и връщане към сензора LIDAR.
Дължината на вълната от 1,5 μm се използва, защото предлага добър баланс между безопасността на очите и проникването в атмосферата. Лазерите в този диапазон на дължина на вълната е по-малко вероятно да причинят увреждане на човешките очи, отколкото тези, излъчващи на по-къси дължини на вълните, и могат да работят добре при различни метеорологични условия.
Докато 1,5 μm лазери се представят по-добре от видимата светлина при мъгла и дъжд, способността им да проникват през атмосферните препятствия все още е ограничена. Ефективността при неблагоприятни метеорологични условия обикновено е по-добра от лазерите с по-къса дължина на вълната, но не е толкова ефективна, колкото опциите с по-дълга дължина на вълната.
Докато лазерите с импулсни влакна от 1,5 μm може първоначално да увеличат цената на LIDAR системите поради тяхната сложна технология, напредъкът в производството и икономиите от мащаба се очаква да намалят разходите с течение на времето. Техните предимства по отношение на производителността и безопасността се считат за оправдаващи инвестицията. Превъзходната производителност и подобрените характеристики за безопасност, осигурени от 1,5 μm импулсни лазери с влакна, ги правят инвестиция, която си струва за автомобилни LIDAR системи.