Automobilių LiDAR fonas
Nuo 2015 iki 2020 m. šalis paskelbė keletą susijusių politikos krypčių, kuriose daugiausia dėmesio skirta „išmaniosios prijungtosios transporto priemonės„ir“autonominės transporto priemonės2020 m. pradžioje šalis paskelbė du planus: Pažangių transporto priemonių inovacijų ir plėtros strategiją bei Automobilių vairavimo automatizavimo klasifikaciją, siekdama išsiaiškinti autonominio vairavimo strateginę padėtį ir būsimą plėtros kryptį.
Pasaulinė konsultacinė firma „Yole Development“ paskelbė pramonės tyrimų ataskaitą, susijusią su „Lidar“ automobilių ir pramonės reikmėms, kurioje teigiama, kad iki 2026 m. automobilių pramonės lidarų rinka gali pasiekti 5,7 mlrd. JAV dolerių, o tikimasi, kad per ateinančius penkerius metus bendras metinis augimo tempas gali išaugti iki daugiau nei 21 %.
Kas yra automobilių LiDAR?
LiDAR (angl. Light Detection and Ranging) – tai revoliucinė technologija, transformavusi automobilių pramonę, ypač autonominių transporto priemonių srityje. Ji veikia skleisdama šviesos impulsus – dažniausiai lazerio – į taikinį ir matuodama laiką, per kurį šviesa grįžta į jutiklį. Šie duomenys vėliau naudojami kuriant išsamius trimačius aplinkos aplink transporto priemonę žemėlapius.
LiDAR sistemos garsėja savo tikslumu ir gebėjimu labai tiksliai aptikti objektus, todėl jos yra nepakeičiama autonominio vairavimo priemonė. Skirtingai nuo kamerų, kurios naudoja matomą šviesą ir gali sunkiai veikti esant tam tikroms sąlygoms, pavyzdžiui, prastam apšvietimui ar tiesioginiams saulės spinduliams, LiDAR jutikliai teikia patikimus duomenis esant įvairiam apšvietimui ir oro sąlygoms. Be to, LiDAR gebėjimas tiksliai išmatuoti atstumus leidžia aptikti objektus, jų dydį ir net greitį, o tai labai svarbu sprendžiant sudėtingas vairavimo situacijas.
LiDAR veikimo principo schema
LiDAR taikymas automatizavime:
Automobilių pramonėje naudojama LiDAR (šviesos aptikimo ir diapazono nustatymo) technologija pirmiausia skirta vairavimo saugumo didinimui ir autonominio vairavimo technologijų tobulinimui. Pagrindinė jos technologija,Skrydžio laikas (ToF), veikia skleidant lazerio impulsus ir apskaičiuojant laiką, per kurį šie impulsai atsispindi nuo kliūčių. Šis metodas sukuria labai tikslius „taškų debesies“ duomenis, kurie gali sukurti išsamius trimačius aplinkos aplink transporto priemonę žemėlapius centimetro tikslumu, suteikdamas automobiliams išskirtinai tikslią erdvinio atpažinimo galimybę.
LiDAR technologijos taikymas automobilių sektoriuje daugiausia sutelktas šiose srityse:
Autonominės vairavimo sistemos:LiDAR yra viena iš pagrindinių technologijų, skirtų pasiekti pažangų autonominio vairavimo lygį. Ji tiksliai suvokia aplinką aplink transporto priemonę, įskaitant kitas transporto priemones, pėsčiuosius, kelio ženklus ir kelio sąlygas, taip padėdama autonominio vairavimo sistemoms priimti greitus ir tikslius sprendimus.
Pažangios vairuotojo pagalbos sistemos (ADAS):Vairuotojo pagalbos srityje LiDAR naudojamas transporto priemonių saugos funkcijoms, įskaitant adaptyviąją pastovaus greičio palaikymo sistemą, avarinį stabdymą, pėsčiųjų aptikimą ir kliūčių vengimo funkcijas, tobulinti.
Transporto priemonės navigacija ir padėties nustatymas:LiDAR generuojami didelio tikslumo 3D žemėlapiai 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, padedant miesto eismo sistemoms optimizuoti šviesoforų valdymą ir mažinti spūstis.
Nuotoliniam stebėjimui, atstumo nustatymui, automatizavimui ir DTS ir kt.
Reikia nemokamos konsultacijos?
Automobilių LiDAR tendencijos
1. LiDAR miniatiūrizavimas
Tradicinis automobilių pramonės požiūris teigia, kad autonominės transporto priemonės savo išvaizda neturėtų skirtis nuo įprastų automobilių, kad išlaikytų vairavimo malonumą ir efektyvią aerodinamiką. Ši perspektyva paskatino LiDAR sistemų miniatiūrizavimo tendenciją. Ateities idealas yra tas, kad LiDAR būtų pakankamai mažas, kad būtų galima sklandžiai integruoti į automobilio kėbulą. Tai reiškia mechaninių besisukančių dalių mažinimą arba net panaikinimą – šis pokytis atitinka laipsnišką pramonės perėjimą nuo dabartinių lazerinių konstrukcijų prie kietojo kūno LiDAR sprendimų. Kietojo kūno LiDAR, neturintis 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, kad sukurtų sprendimus, kurie integruoja LiDAR į tokias transporto priemonės dalis kaip priekiniai žibintai. Ši integracija ne tik padeda paslėpti LiDAR sistemas, išlaikant estetinį transporto priemonės patrauklumą, bet ir išnaudoja strateginę vietą, siekiant optimizuoti LiDAR matymo lauką ir funkcionalumą. Keleiviniuose automobiliuose tam tikros pažangios vairuotojo pagalbos sistemų (ADAS) funkcijos reikalauja, kad LiDAR sutelktų dėmesį į konkrečius kampus, o ne užtikrintų 360° vaizdą. Tačiau norint pasiekti aukštesnio lygio autonomiją, pavyzdžiui, 4 lygį, saugumo sumetimais reikalingas 360° horizontalus matymo laukas. Tikimasi, kad tai leis sukurti daugiataškes konfigūracijas, kurios užtikrins visišką transporto priemonės aprėptį.
3.Sąnaudų mažinimas
Tobulėjant LiDAR technologijai ir plečiantis gamybai, mažėja kainos, todėl šias sistemas galima integruoti į platesnį transporto priemonių asortimentą, įskaitant vidutinės klasės modelius. Tikimasi, kad ši LiDAR technologijos demokratizacija paspartins pažangių saugos ir autonominio vairavimo funkcijų diegimą visoje automobilių rinkoje.
Šiandien rinkoje esantys LIDAR dažniausiai yra 905 nm ir 1550 nm / 1535 nm LIDAR, tačiau kainos požiūriu 905 nm turi pranašumą.
· 905 nm LiDARPaprastai 905 nm LiDAR sistemos yra pigesnės dėl plačiai paplitusio komponentų prieinamumo ir brandžių gamybos procesų, susijusių su šiuo bangos ilgiu. Šis kainos pranašumas daro 905 nm LiDAR patrauklią toms reikmėms, kur atstumas ir akių saugumas yra mažiau svarbūs.
· 1550/1535 nm LiDAR1550/1535 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 privalumai gali pateisinti didesnę kainą tam tikrose srityse, ypač autonominio vairavimo srityje, kur didelio nuotolio aptikimas ir saugumas yra svarbiausi.
[Nuoroda:Skaitykite daugiau apie 905 nm ir 1550 nm / 1535 nm LiDAR palyginimą]
4. Padidintas saugumas ir patobulintos ADAS sistemos
LiDAR technologija žymiai pagerina pažangių vairuotojo pagalbos sistemų (ADAS) našumą, suteikdama transporto priemonėms tikslias aplinkos žemėlapių sudarymo galimybes. Šis tikslumas pagerina saugos funkcijas, tokias kaip susidūrimų vengimas, pėsčiųjų aptikimas ir adaptyvi pastovaus greičio palaikymo sistema, taip priartindama pramonę prie visiškai autonominio vairavimo.
DUK
Transporto priemonėse LIDAR jutikliai skleidžia šviesos impulsus, kurie atsispindi nuo objektų ir grįžta į jutiklį. Laikas, per kurį impulsai grįžta, naudojamas atstumui iki objektų apskaičiuoti. Ši informacija padeda sukurti išsamų 3D transporto priemonės aplinkos žemėlapį.
Tipinę automobilių LIDAR sistemą sudaro lazeris, skleidžiantis šviesos impulsus, skaitytuvas ir optika impulsams nukreipti, fotodetektorius atspindėtai šviesai užfiksuoti ir apdorojimo įrenginys duomenims analizuoti ir aplinkos 3D vaizdui sukurti.
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, siekiant pagerinti tokias funkcijas kaip adaptyvi pastovaus greičio palaikymo sistema, susidūrimų vengimo sistema ir pėsčiųjų aptikimas, užtikrinant tikslius ir patikimus atstumo matavimus bei objektų aptikimą.
Nuolatiniai automobilių LIDAR technologijų pokyčiai apima LIDAR sistemų dydžio ir kainos mažinimą, jų diapazono ir skiriamosios gebos didinimą bei sklandesnį integravimą į transporto priemonių dizainą ir funkcionalumą.
[nuoroda:Pagrindiniai LIDAR lazerio parametrai]
1,5 μm impulsinis pluošto lazeris yra lazerio šaltinio tipas, naudojamas automobilių LIDAR sistemose. Jis skleidžia 1,5 mikrometro (μm) bangos ilgio šviesą. Jis generuoja trumpus infraraudonųjų spindulių šviesos impulsus, kurie naudojami atstumams matuoti, atsispindint nuo objektų ir grįžtant į LIDAR jutiklį.
1,5 μm bangos ilgis naudojamas todėl, kad jis užtikrina gerą pusiausvyrą tarp akių saugumo ir atmosferos prasiskverbimo. Šio bangos ilgio lazeriai mažiau kenkia žmogaus akims nei trumpesnių bangos ilgių lazeriai ir gali gerai veikti įvairiomis oro sąlygomis.
Nors 1,5 μm lazeriai rūke ir lietuje veikia geriau nei matoma šviesa, jų gebėjimas prasiskverbti pro atmosferos kliūtis vis dar ribotas. Nepalankiomis oro sąlygomis našumas paprastai yra geresnis nei trumpesnio bangos ilgio lazerių, bet ne toks efektyvus kaip ilgesnio bangos ilgio variantai.
Nors 1,5 μm impulsiniai skaiduliniai lazeriai iš pradžių gali padidinti LIDAR sistemų kainą dėl savo sudėtingos technologijos, tikimasi, kad gamybos pažanga ir masto ekonomija ilgainiui sumažins išlaidas. Jų teikiama nauda našumo ir saugos požiūriu laikoma pateisinančia investiciją. Dėl geresnio našumo ir patobulintų saugos funkcijų, kurias suteikia 1,5 μm impulsiniai skaiduliniai lazeriai, jie yra vertinga investicija į automobilių LIDAR sistemas..