Automobilių LiDAR fonas
2015–2020 m. šalis paskelbė keletą susijusių politikos krypčių, daugiausia dėmesio skiriantišmaniosios prijungtos transporto priemonės'ir'autonominės transporto priemonės“. 2020 metų pradžioje Tauta paskelbė du planus: Išmaniųjų transporto priemonių inovacijų ir plėtros strategiją bei Automobilių vairavimo automatikos klasifikaciją, siekiant išsiaiškinti autonominio vairavimo strateginę padėtį ir ateities plėtros kryptį.
Pasaulinė konsultacinė įmonė „Yole Development“ paskelbė pramonės tyrimų ataskaitą, susijusią su „Lidar automobiliams ir pramoniniam pritaikymui“, kurioje paminėjo, kad automobilių sektoriaus lidar rinka iki 2026 m. gali siekti 5,7 milijardo JAV dolerių. augimo tempas per ateinančius penkerius metus gali išaugti iki daugiau nei 21 proc.
Kas yra „Automotive LiDAR“?
LiDAR, trumpinys iš Light Detection and Ranging, yra revoliucinė technologija, pakeitusi automobilių pramonę, ypač autonominių transporto priemonių srityje. Jis veikia skleisdamas šviesos impulsus (dažniausiai iš lazerio) link tikslo ir matuodamas laiką, per kurį šviesa grįžta atgal į jutiklį. Šie duomenys vėliau naudojami kuriant detalius trimačius transporto priemonę supančios aplinkos žemėlapius.
LiDAR sistemos garsėja savo tikslumu ir gebėjimu labai tiksliai aptikti objektus, todėl jos yra nepakeičiamas savarankiško vairavimo įrankis. Skirtingai nuo fotoaparatų, kurie remiasi matoma šviesa ir gali sunkiai dirbti esant tam tikroms sąlygoms, pvz., silpnam apšvietimui arba tiesioginei saulės šviesai, LiDAR jutikliai teikia patikimus duomenis įvairiomis apšvietimo ir oro sąlygomis. Be to, LiDAR gebėjimas tiksliai matuoti atstumus leidžia aptikti objektus, jų dydį ir net greitį, o tai labai svarbu naršant sudėtinguose vairavimo scenarijuose.
LiDAR darbo principo schema
LiDAR programos automatizacijoje:
LiDAR (Šviesos aptikimo ir nuotolio) technologija automobilių pramonėje visų pirma skirta vairavimo saugos didinimui ir autonominio vairavimo technologijų pažangai. Jo pagrindinė technologija,Skrydžio laikas (ToF), veikia skleisdamas lazerio impulsus ir skaičiuodamas laiką, per kurį šie impulsai atsispindi nuo kliūčių. Taikant šį metodą gaunami labai tikslūs „taškinio debesies“ duomenys, kurie gali sukurti detalius trimačius aplinkos aplink transporto priemonę žemėlapius centimetro tikslumu, o tai suteikia išskirtinai tikslią erdvinio atpažinimo galimybę automobiliams.
LiDAR technologijos taikymas automobilių sektoriuje daugiausia sutelktas šiose srityse:
Autonominės vairavimo sistemos:LiDAR yra viena iš pagrindinių technologijų, leidžiančių pasiekti pažangų autonominio vairavimo lygį. Jis tiksliai suvokia aplinką aplink transporto priemonę, įskaitant kitas transporto priemones, pėsčiuosius, kelio ženklus ir kelio sąlygas, taip padedant autonominėms vairavimo sistemoms greitai ir tiksliai priimti sprendimus.
Išplėstinės vairuotojo pagalbos sistemos (ADAS):Pagalbos vairuotojui srityje LiDAR naudojamas siekiant pagerinti transporto priemonės saugos funkcijas, įskaitant adaptyviąją pastovaus greičio palaikymo, avarinio stabdymo, pėsčiųjų aptikimo ir kliūčių išvengimo funkcijas.
Transporto priemonės navigacija ir padėties nustatymas:Itin tikslūs 3D žemėlapiai, sukurti LiDAR, gali žymiai padidinti transporto priemonės padėties nustatymo tikslumą, ypač miesto aplinkoje, kur GPS signalai yra riboti.
Eismo stebėjimas ir valdymas:LiDAR gali būti naudojamas eismo srautams stebėti ir analizuoti, padėti miesto eismo sistemoms optimizuoti signalų valdymą ir sumažinti spūstis.
Nuotoliniam stebėjimui, nuotolio nustatymui, automatizavimui ir DTS ir kt.
Reikia nemokamos konsultacijos?
„Automotive LiDAR“ tendencijos
1. LiDAR miniatiūrizavimas
Tradicinis automobilių pramonės požiūris teigia, kad autonominės transporto priemonės savo išvaizda neturi skirtis nuo įprastų automobilių, kad išlaikytų vairavimo malonumą ir efektyvią aerodinamiką. Ši perspektyva paskatino tendenciją mažinti LiDAR sistemas. Ateities idealas yra, kad LiDAR būtų pakankamai mažas, kad būtų sklandžiai integruotas į transporto priemonės kėbulą. Tai reiškia, kad reikia sumažinti ar net panaikinti mechanines besisukančių dalių, o tai atitinka pramonės laipsnišką perėjimą nuo dabartinių lazerinių struktūrų prie kietojo kūno LiDAR sprendimų. Kietojo kūno LiDAR, kuriame nėra judančių dalių, siūlo kompaktišką, patikimą ir patvarų sprendimą, kuris puikiai atitinka šiuolaikinių transporto priemonių estetinius ir funkcinius reikalavimus.
2. Įterptieji LiDAR sprendimai
Pastaraisiais metais tobulėjant autonominio vairavimo technologijoms, kai kurie LiDAR gamintojai pradėjo bendradarbiauti su automobilių dalių tiekėjais kurdami sprendimus, integruojančius LiDAR į transporto priemonės dalis, pavyzdžiui, priekinius žibintus. Ši integracija ne tik padeda paslėpti LiDAR sistemas, išlaikant transporto priemonės estetinį patrauklumą, bet ir išnaudoja strateginę vietą, kad būtų optimizuotas LiDAR matymo laukas ir funkcionalumas. Keleivinėse transporto priemonėse tam tikros pažangios vairuotojo pagalbos sistemos (ADAS) funkcijos reikalauja, kad LiDAR sutelktų dėmesį į konkrečius kampus, o ne 360° vaizdą. Tačiau siekiant didesnio autonomijos lygio, pvz., 4 lygio, saugumo sumetimais būtinas 360° horizontalus matymo laukas. Tikimasi, kad dėl to bus sukurtos kelių taškų konfigūracijos, užtikrinančios visą transporto priemonės aprėptį.
3.Išlaidų mažinimas
Kadangi LiDAR technologija bręsta ir didėja gamybos apimtis, sąnaudos mažėja, todėl šias sistemas galima įtraukti į platesnį transporto priemonių asortimentą, įskaitant vidutinės klasės modelius. Tikimasi, kad šis LiDAR technologijos demokratizavimas paspartins pažangių saugos ir autonominio vairavimo funkcijų pritaikymą automobilių rinkoje.
Šiandien rinkoje dažniausiai yra 905 nm ir 1550 nm/1535 nm LIDAR, tačiau kainos požiūriu pranašumas yra 905 nm.
· 905 nm LiDAR: Paprastai 905 nm LiDAR sistemos yra pigesnės dėl plačiai paplitusių komponentų ir su šiuo bangos ilgiu susijusių brandžių gamybos procesų. Dėl šio kainos pranašumo 905 nm LiDAR yra patrauklus tais atvejais, kai nuotolis ir akių sauga yra mažiau svarbūs.
· 1550/1535 nm LiDAR: 1550/1535 nm sistemų komponentai, tokie kaip lazeriai ir detektoriai, paprastai yra brangesni, iš dalies dėl to, kad technologija yra mažiau paplitusi, o komponentai yra sudėtingesni. Tačiau saugos ir našumo nauda gali pateisinti didesnes tam tikrų programų sąnaudas, ypač autonominio vairavimo atveju, kai svarbiausia yra tolimojo atstumo aptikimas ir saugumas.
[Nuoroda:Skaitykite daugiau apie 905 nm ir 1550 nm / 1535 nm LiDAR palyginimą]
4. Didesnė sauga ir patobulinta ADAS
LiDAR technologija žymiai pagerina pažangių vairuotojo pagalbos sistemų (ADAS) veikimą, suteikdama transporto priemonėms tikslias aplinkos žemėlapių sudarymo galimybes. Šis tikslumas pagerina saugos funkcijas, tokias kaip susidūrimo išvengimas, pėsčiųjų aptikimas ir prisitaikanti pastovaus greičio palaikymo sistema, todėl pramonė priartėja prie visiškai savarankiško vairavimo.
DUK
Transporto priemonėse LIDAR jutikliai skleidžia šviesos impulsus, kurie atsimuša į objektus ir grįžta į jutiklį. Laikas, per kurį grįžta impulsai, naudojamas atstumui iki objektų apskaičiuoti. Ši informacija padeda sukurti išsamų 3D transporto priemonės aplinkos žemėlapį.
Įprastą automobilių LIDAR sistemą sudaro lazeris, skleidžiantis šviesos impulsus, skaitytuvas ir optika impulsams nukreipti, fotodetektorius, fiksuojantis atspindėtą šviesą, ir apdorojimo blokas, skirtas analizuoti duomenis ir sukurti 3D aplinkos vaizdą.
Taip, LIDAR gali aptikti judančius objektus. Matuodamas objektų padėties pokyčius laikui bėgant, LIDAR gali apskaičiuoti jų greitį ir trajektoriją.
LIDAR yra integruotas į transporto priemonių saugos sistemas, kad patobulintų tokias funkcijas kaip prisitaikanti pastovaus greičio palaikymo sistema, susidūrimų išvengimas ir pėsčiųjų aptikimas, užtikrinant tikslius ir patikimus atstumo matavimus ir objektų aptikimą.
Nuolatinė automobilių LIDAR technologijos plėtra apima LIDAR sistemų dydžio ir sąnaudų mažinimą, jų diapazono ir skiriamosios gebos didinimą bei sklandesnį jų integravimą į transporto priemonių dizainą ir funkcionalumą.
[nuoroda:Pagrindiniai LIDAR lazerio parametrai]
1,5 μm impulsinis skaidulinis lazeris yra lazerio šaltinis, naudojamas automobilių LIDAR sistemose, skleidžiantis 1,5 mikrometro (μm) bangos ilgio šviesą. Jis generuoja trumpus infraraudonųjų spindulių šviesos impulsus, kurie naudojami atstumams matuoti atsimušant nuo objektų ir grįžtant prie LIDAR jutiklio.
Naudojamas 1,5 μm bangos ilgis, nes jis užtikrina gerą akių saugos ir atmosferos prasiskverbimo pusiausvyrą. Šio bangos ilgio diapazono lazeriai mažiau kenkia žmogaus akims nei tie, kurie spinduliuoja trumpesniais bangos ilgiais ir gali gerai veikti įvairiomis oro sąlygomis.
Nors rūko ir lietaus metu 1,5 μm lazeriai veikia geriau nei matoma šviesa, jų gebėjimas prasiskverbti pro atmosferos kliūtis vis dar yra ribotas. Veikimas nepalankiomis oro sąlygomis paprastai yra geresnis nei trumpesnio bangos ilgio lazeriai, bet ne toks efektyvus kaip ilgesnės bangos ilgio parinktys.
Nors 1,5 μm impulsinio pluošto lazeriai iš pradžių gali padidinti LIDAR sistemų kainą dėl savo sudėtingų technologijų, tikimasi, kad gamybos pažanga ir masto ekonomija laikui bėgant sumažins išlaidas. Manoma, kad jų pranašumai, susiję su našumu ir saugumu, pateisina investicijas. Dėl aukščiausios kokybės 1,5 μm impulsinių skaidulinių lazerių teikiamų pranašumų ir patobulintų saugos funkcijų jie yra vertinga investicija į automobilių LIDAR sistemas..