Φόντο LiDAR αυτοκινήτου
Από το 2015 έως το 2020, η χώρα εξέδωσε διάφορες σχετικές πολιτικές, με επίκεντρο την «έξυπνα συνδεδεμένα οχήματα' και 'αυτόνομα οχήματα'.Στις αρχές του 2020, το Nation εξέδωσε δύο σχέδια: Intelligent Vehicle Innovation and Development Strategy και Automobile Driving Automation Classification, για να αποσαφηνιστεί η στρατηγική θέση και η μελλοντική κατεύθυνση ανάπτυξης της αυτόνομης οδήγησης.
Η Yole Development, μια παγκόσμια εταιρεία συμβούλων, δημοσίευσε μια έκθεση έρευνας του κλάδου που σχετίζεται με το «Lidar for Automotive and Industrial Applications», ανέφερε ότι η αγορά lidar στον τομέα της Αυτοκινητοβιομηχανίας μπορεί να φτάσει τα 5,7 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ έως το 2026, αναμένεται ότι η σύνθετη ετήσια Ο ρυθμός ανάπτυξης ενδέχεται να αυξηθεί σε περισσότερο από 21% τα επόμενα πέντε χρόνια.
Τι είναι το Automotive LiDAR;
Το LiDAR, συντομογραφία του Light Detection and Ranging, είναι μια επαναστατική τεχνολογία που έχει μεταμορφώσει την αυτοκινητοβιομηχανία, ιδιαίτερα στη σφαίρα των αυτόνομων οχημάτων.Λειτουργεί εκπέμποντας παλμούς φωτός —συνήθως από λέιζερ— προς τον στόχο και μετρώντας το χρόνο που χρειάζεται για να αναπηδήσει το φως πίσω στον αισθητήρα.Αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιούνται στη συνέχεια για τη δημιουργία λεπτομερών τρισδιάστατων χαρτών του περιβάλλοντος γύρω από το όχημα.
Τα συστήματα LiDAR είναι γνωστά για την ακρίβεια και την ικανότητά τους να ανιχνεύουν αντικείμενα με υψηλή ακρίβεια, καθιστώντας τα ένα απαραίτητο εργαλείο για αυτόνομη οδήγηση.Σε αντίθεση με τις κάμερες που βασίζονται στο ορατό φως και μπορούν να δυσκολευτούν κάτω από ορισμένες συνθήκες, όπως χαμηλό φως ή άμεσο ηλιακό φως, οι αισθητήρες LiDAR παρέχουν αξιόπιστα δεδομένα σε μια ποικιλία φωτισμού και καιρικών συνθηκών.Επιπλέον, η ικανότητα του LiDAR να μετράει με ακρίβεια τις αποστάσεις επιτρέπει τον εντοπισμό αντικειμένων, το μέγεθός τους, ακόμη και την ταχύτητά τους, κάτι που είναι κρίσιμο για την πλοήγηση σε περίπλοκα σενάρια οδήγησης.
Διάγραμμα ροής αρχής εργασίας LiDAR
Εφαρμογές LiDAR στον Αυτοματισμό:
Η τεχνολογία LiDAR (Light Detection and Ranging) στην αυτοκινητοβιομηχανία επικεντρώνεται κυρίως στη βελτίωση της ασφάλειας οδήγησης και στην προώθηση τεχνολογιών αυτόνομης οδήγησης.Η βασική της τεχνολογία,Ώρα πτήσης (ToF), λειτουργεί εκπέμποντας παλμούς λέιζερ και υπολογίζοντας το χρόνο που απαιτείται για να ανακληθούν αυτοί οι παλμοί από τα εμπόδια.Αυτή η μέθοδος παράγει εξαιρετικά ακριβή δεδομένα "νέφους σημείων", τα οποία μπορούν να δημιουργήσουν λεπτομερείς τρισδιάστατους χάρτες του περιβάλλοντος γύρω από το όχημα με ακρίβεια σε επίπεδο εκατοστών, προσφέροντας μια εξαιρετικά ακριβή ικανότητα χωρικής αναγνώρισης για αυτοκίνητα.
Η εφαρμογή της τεχνολογίας LiDAR στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας επικεντρώνεται κυρίως στους ακόλουθους τομείς:
Συστήματα αυτόνομης οδήγησης:Το LiDAR είναι μία από τις βασικές τεχνολογίες για την επίτευξη προηγμένων επιπέδων αυτόνομης οδήγησης.Αντιλαμβάνεται με ακρίβεια το περιβάλλον γύρω από το όχημα, συμπεριλαμβανομένων άλλων οχημάτων, πεζών, οδικών σημάτων και οδικών συνθηκών, βοηθώντας έτσι τα συστήματα αυτόνομης οδήγησης να λαμβάνουν γρήγορες και ακριβείς αποφάσεις.
Προηγμένα συστήματα υποστήριξης οδηγού (ADAS):Στον τομέα της υποβοήθησης οδηγού, το LiDAR χρησιμοποιείται για τη βελτίωση των χαρακτηριστικών ασφαλείας του οχήματος, συμπεριλαμβανομένων των λειτουργιών προσαρμοστικού cruise control, πέδησης έκτακτης ανάγκης, ανίχνευσης πεζών και αποφυγής εμποδίων.
Πλοήγηση και τοποθέτηση οχήματος:Οι τρισδιάστατοι χάρτες υψηλής ακρίβειας που δημιουργούνται από το LiDAR μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την ακρίβεια εντοπισμού θέσης του οχήματος, ειδικά σε αστικά περιβάλλοντα όπου τα σήματα GPS είναι περιορισμένα.
Παρακολούθηση και Διαχείριση Κυκλοφορίας:Το LiDAR μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση και την ανάλυση της ροής της κυκλοφορίας, βοηθώντας τα συστήματα κυκλοφορίας στην πόλη για τη βελτιστοποίηση του ελέγχου σήματος και τη μείωση της συμφόρησης.
Για τηλεπισκόπηση, εύρεση εύρους, Αυτοματισμό και DTS, κ.λπ.
Χρειάζεστε μια δωρεάν διαβούλευση;
Τάσεις προς το Automotive LiDAR
1. Μικρογραφία LiDAR
Η παραδοσιακή άποψη της αυτοκινητοβιομηχανίας υποστηρίζει ότι τα αυτόνομα οχήματα δεν πρέπει να διαφέρουν στην εμφάνιση από τα συμβατικά αυτοκίνητα για να διατηρήσουν την οδηγική απόλαυση και την αποτελεσματική αεροδυναμική.Αυτή η προοπτική έχει προωθήσει την τάση προς τη σμίκρυνση των συστημάτων LiDAR.Το μελλοντικό ιδανικό είναι το LiDAR να είναι αρκετά μικρό ώστε να ενσωματώνεται απρόσκοπτα στο αμάξωμα του οχήματος.Αυτό σημαίνει ελαχιστοποίηση ή ακόμα και εξάλειψη των μηχανικών περιστρεφόμενων εξαρτημάτων, μια στροφή που ευθυγραμμίζεται με τη σταδιακή απομάκρυνση της βιομηχανίας από τις τρέχουσες δομές λέιζερ προς λύσεις LiDAR στερεάς κατάστασης.Το LiDAR στερεάς κατάστασης, χωρίς κινούμενα μέρη, προσφέρει μια συμπαγή, αξιόπιστη και ανθεκτική λύση που ταιριάζει απόλυτα στις αισθητικές και λειτουργικές απαιτήσεις των σύγχρονων οχημάτων.
2. Ενσωματωμένες λύσεις LiDAR
Καθώς οι τεχνολογίες αυτόνομης οδήγησης έχουν προχωρήσει τα τελευταία χρόνια, ορισμένοι κατασκευαστές LiDAR άρχισαν να συνεργάζονται με προμηθευτές ανταλλακτικών αυτοκινήτων για την ανάπτυξη λύσεων που ενσωματώνουν το LiDAR σε μέρη του οχήματος, όπως οι προβολείς.Αυτή η ενοποίηση δεν χρησιμεύει μόνο για την απόκρυψη των συστημάτων LiDAR, διατηρώντας την αισθητική του οχήματος, αλλά επίσης αξιοποιεί τη στρατηγική τοποθέτηση για τη βελτιστοποίηση του οπτικού πεδίου και της λειτουργικότητας του LiDAR.Για τα επιβατικά οχήματα, ορισμένες λειτουργίες Προηγμένων Συστημάτων Υποβοήθησης Οδηγού (ADAS) απαιτούν από το LiDAR να εστιάζει σε συγκεκριμένες γωνίες αντί να παρέχει προβολή 360°.Ωστόσο, για υψηλότερα επίπεδα αυτονομίας, όπως το Επίπεδο 4, τα ζητήματα ασφαλείας απαιτούν οριζόντιο οπτικό πεδίο 360°.Αυτό αναμένεται να οδηγήσει σε διαμορφώσεις πολλαπλών σημείων που εξασφαλίζουν πλήρη κάλυψη γύρω από το όχημα.
3.Μείωση κόστους
Καθώς η τεχνολογία LiDAR ωριμάζει και κλιμακώνεται η παραγωγή, το κόστος μειώνεται, καθιστώντας εφικτή την ενσωμάτωση αυτών των συστημάτων σε ένα ευρύτερο φάσμα οχημάτων, συμπεριλαμβανομένων μοντέλων μεσαίας κατηγορίας.Αυτός ο εκδημοκρατισμός της τεχνολογίας LiDAR αναμένεται να επιταχύνει την υιοθέτηση προηγμένων χαρακτηριστικών ασφάλειας και αυτόνομης οδήγησης στην αγορά αυτοκινήτων.
Τα LIDAR στην αγορά σήμερα είναι ως επί το πλείστον LIDAR 905nm και 1550nm/1535nm, αλλά όσον αφορά το κόστος, τα 905nm έχουν το πλεονέκτημα.
· 905nm LiDAR: Γενικά, τα συστήματα LiDAR 905nm είναι λιγότερο ακριβά λόγω της ευρείας διαθεσιμότητας εξαρτημάτων και των ώριμων διαδικασιών παραγωγής που σχετίζονται με αυτό το μήκος κύματος.Αυτό το πλεονέκτημα κόστους καθιστά το LiDAR 905nm ελκυστικό για εφαρμογές όπου η εμβέλεια και η ασφάλεια των ματιών είναι λιγότερο κρίσιμες.
· 1550/1535nm LiDAR: Τα εξαρτήματα για συστήματα 1550/1535nm, όπως λέιζερ και ανιχνευτές, τείνουν να είναι πιο ακριβά, εν μέρει επειδή η τεχνολογία είναι λιγότερο διαδεδομένη και τα εξαρτήματα είναι πιο περίπλοκα.Ωστόσο, τα οφέλη όσον αφορά την ασφάλεια και τις επιδόσεις μπορεί να δικαιολογήσουν το υψηλότερο κόστος για ορισμένες εφαρμογές, ειδικά στην αυτόνομη οδήγηση όπου η ανίχνευση μεγάλης εμβέλειας και η ασφάλεια είναι πρωταρχικής σημασίας.
[Σύνδεσμος:Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τη σύγκριση μεταξύ 905nm και 1550nm/1535nm LiDAR]
4. Αυξημένη ασφάλεια και ενισχυμένο ADAS
Η τεχνολογία LiDAR βελτιώνει σημαντικά την απόδοση των Προηγμένων Συστημάτων Υποβοήθησης Οδήγησης (ADAS), παρέχοντας στα οχήματα δυνατότητες ακριβούς περιβαλλοντικής χαρτογράφησης.Αυτή η ακρίβεια βελτιώνει τα χαρακτηριστικά ασφαλείας όπως η αποφυγή σύγκρουσης, η ανίχνευση πεζών και το προσαρμοστικό cruise control, ωθώντας τη βιομηχανία πιο κοντά στην επίτευξη πλήρως αυτόνομης οδήγησης.
Συχνές ερωτήσεις
Στα οχήματα, οι αισθητήρες LIDAR εκπέμπουν παλμούς φωτός που αναπηδούν από αντικείμενα και επιστρέφουν στον αισθητήρα.Ο χρόνος που χρειάζεται για να επιστρέψουν οι παλμοί χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της απόστασης από τα αντικείμενα.Αυτές οι πληροφορίες βοηθούν στη δημιουργία ενός λεπτομερούς τρισδιάστατου χάρτη του περιβάλλοντος χώρου του οχήματος.
Ένα τυπικό σύστημα LIDAR για αυτοκίνητα αποτελείται από ένα λέιζερ για την εκπομπή παλμών φωτός, έναν σαρωτή και οπτική για να κατευθύνει τους παλμούς, έναν φωτοανιχνευτή για τη σύλληψη του ανακλώμενου φωτός και μια μονάδα επεξεργασίας για την ανάλυση των δεδομένων και τη δημιουργία τρισδιάστατης αναπαράστασης του περιβάλλοντος.
Ναι, το LIDAR μπορεί να ανιχνεύσει κινούμενα αντικείμενα.Μετρώντας την αλλαγή στη θέση των αντικειμένων με την πάροδο του χρόνου, το LIDAR μπορεί να υπολογίσει την ταχύτητα και την τροχιά τους.
Το LIDAR είναι ενσωματωμένο στα συστήματα ασφαλείας οχημάτων για να βελτιώσει χαρακτηριστικά όπως το προσαρμοστικό cruise control, την αποφυγή σύγκρουσης και τον εντοπισμό πεζών παρέχοντας ακριβείς και αξιόπιστες μετρήσεις απόστασης και ανίχνευσης αντικειμένων.
Οι συνεχείς εξελίξεις στην τεχνολογία LIDAR της αυτοκινητοβιομηχανίας περιλαμβάνουν τη μείωση του μεγέθους και του κόστους των συστημάτων LIDAR, την αύξηση της εμβέλειας και της ανάλυσής τους και την ενσωμάτωσή τους πιο απρόσκοπτα στη σχεδίαση και τη λειτουργικότητα των οχημάτων.
[Σύνδεσμος:Βασικές παράμετροι του LIDAR Laser]
Ένα λέιζερ παλμικής ίνας 1,5 μm είναι ένας τύπος πηγής λέιζερ που χρησιμοποιείται σε συστήματα LIDAR αυτοκινήτων που εκπέμπει φως σε μήκος κύματος 1,5 μικρομέτρων (μm).Παράγει σύντομους παλμούς υπέρυθρου φωτός που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση αποστάσεων αναπηδώντας από αντικείμενα και επιστρέφοντας στον αισθητήρα LIDAR.
Το μήκος κύματος 1,5μm χρησιμοποιείται γιατί προσφέρει μια καλή ισορροπία μεταξύ της ασφάλειας των ματιών και της ατμοσφαιρικής διείσδυσης.Τα λέιζερ σε αυτό το εύρος μήκους κύματος είναι λιγότερο πιθανό να προκαλέσουν βλάβη στα ανθρώπινα μάτια από εκείνα που εκπέμπουν σε μικρότερα μήκη κύματος και μπορούν να έχουν καλή απόδοση σε διάφορες καιρικές συνθήκες.
Ενώ τα λέιζερ 1,5 μm αποδίδουν καλύτερα από το ορατό φως στην ομίχλη και τη βροχή, η ικανότητά τους να διαπερνούν τα ατμοσφαιρικά εμπόδια είναι ακόμα περιορισμένη.Η απόδοση σε αντίξοες καιρικές συνθήκες είναι γενικά καλύτερη από τα λέιζερ μικρότερου μήκους κύματος αλλά όχι τόσο αποτελεσματική όσο οι επιλογές μεγαλύτερου μήκους κύματος.
Ενώ τα λέιζερ παλμικής ίνας 1,5 μm μπορεί αρχικά να αυξήσουν το κόστος των συστημάτων LIDAR λόγω της εξελιγμένης τεχνολογίας τους, οι εξελίξεις στην κατασκευή και οι οικονομίες κλίμακας αναμένεται να μειώσουν το κόστος με την πάροδο του χρόνου.Τα οφέλη τους όσον αφορά την απόδοση και την ασφάλεια θεωρούνται ότι δικαιολογούν την επένδυση. Η ανώτερη απόδοση και τα βελτιωμένα χαρακτηριστικά ασφαλείας που παρέχονται από λέιζερ παλμικής ίνας 1,5μm τα καθιστούν μια αξιόλογη επένδυση για συστήματα LIDAR αυτοκινήτων.