Automotive LiDAR tausta
Vuosina 2015–2020 maa julkaisi useita asiaan liittyviä politiikkoja, jotka keskittyivätälykkäät yhdistetyt ajoneuvot' ja 'autonomiset ajoneuvot'. Kansakunta julkaisi vuoden 2020 alussa kaksi suunnitelmaa: Älykkäiden ajoneuvojen innovaatio- ja kehitysstrategia sekä Auton ajoautomaatioluokitus selventämään autonomisen ajamisen strategista asemaa ja tulevaisuuden kehityssuuntaa.
Yole Development, maailmanlaajuinen konsulttiyritys, julkaisi teollisuuden tutkimusraportin, joka liittyy "Lidar for Automotive and Industrial Applications" -ohjelmaan ja mainitsi, että lidar-markkinat autoteollisuudessa voivat nousta 5,7 miljardiin dollariin vuoteen 2026 mennessä. kasvuvauhti saattaa nousta yli 21 prosenttiin seuraavan viiden vuoden aikana.
Mikä on Automotive LiDAR?
LiDAR, lyhenne sanoista Light Detection and Ranging, on vallankumouksellinen tekniikka, joka on muuttanut autoteollisuutta erityisesti autonomisten ajoneuvojen alalla. Se toimii lähettämällä valopulsseja - yleensä laserista - kohti kohdetta ja mittaamalla aikaa, joka kuluu valon palautumiseen takaisin anturiin. Näitä tietoja käytetään sitten yksityiskohtaisten kolmiulotteisten karttojen luomiseen ajoneuvoa ympäröivästä ympäristöstä.
LiDAR-järjestelmät tunnetaan tarkkuudestaan ja kyvystään havaita esineitä suurella tarkkuudella, mikä tekee niistä välttämättömän työkalun autonomiseen ajamiseen. Toisin kuin kamerat, jotka luottavat näkyvään valoon ja voivat kamppailla tietyissä olosuhteissa, kuten hämärässä tai suorassa auringonvalossa, LiDAR-anturit tarjoavat luotettavaa tietoa erilaisissa valaistus- ja sääolosuhteissa. Lisäksi LiDARin kyky mitata etäisyyksiä tarkasti mahdollistaa kohteiden, niiden koon ja jopa nopeuden havaitsemisen, mikä on ratkaisevan tärkeää monimutkaisissa ajotilanteissa.
LiDAR-toimintaperiaatteen vuokaavio
LiDAR-sovellukset automaatiossa:
LiDAR (Light Detection and Ranging) -tekniikka autoteollisuudessa keskittyy ensisijaisesti ajoturvallisuuden parantamiseen ja autonomisten ajotekniikoiden kehittämiseen. Sen ydintekniikka,Lentoaika (ToF), toimii lähettämällä laserpulsseja ja laskemalla ajan, joka kuluu näiden pulssien heijastumiseen esteistä. Tämä menetelmä tuottaa erittäin tarkkoja "pistepilvi"tietoja, jotka voivat luoda yksityiskohtaisia kolmiulotteisia karttoja ajoneuvoa ympäröivästä ympäristöstä senttimetrin tarkkuudella, mikä tarjoaa poikkeuksellisen tarkan tilatunnistuskyvyn autoille.
LiDAR-teknologian käyttö autoteollisuudessa on keskittynyt pääasiassa seuraaville alueille:
Autonominen ajojärjestelmä:LiDAR on yksi avainteknologioista edistyneen autonomisen ajamisen saavuttamiseksi. Se havaitsee tarkasti ajoneuvoa ympäröivän ympäristön, mukaan lukien muut ajoneuvot, jalankulkijat, liikennemerkit ja tieolosuhteet, mikä auttaa autonomisia ajojärjestelmiä tekemään nopeita ja tarkkoja päätöksiä.
Advanced Driver Assistance Systems (ADAS):Kuljettajan avun alalla LiDAR:ia käytetään parantamaan ajoneuvon turvaominaisuuksia, mukaan lukien mukautuva vakionopeussäädin, hätäjarrutus, jalankulkijoiden tunnistus ja esteiden välttäminen.
Ajoneuvon navigointi ja paikannus:LiDARin luomat erittäin tarkat 3D-kartat voivat parantaa merkittävästi ajoneuvon paikannustarkkuutta, erityisesti kaupunkiympäristöissä, joissa GPS-signaalit ovat rajalliset.
Liikenteen valvonta ja hallinta:LiDAR:ia voidaan hyödyntää liikennevirtojen seurantaan ja analysointiin, kaupunkiliikenteen järjestelmien auttamiseksi signaalinhallinnan optimoinnissa ja ruuhkien vähentämisessä.
Kauko-, etäisyys-, automaatio- ja DTS-käyttöön jne.
Tarvitsetko ilmaisen konsultoinnin?
Trends Towards Automotive LiDAR
1. LiDAR-pienentäminen
Autoteollisuuden perinteinen näkemys on, että autonomiset ajoneuvot eivät saa poiketa ulkonäöltään perinteisistä autoista ajonautinnon ja tehokkaan aerodynamiikan ylläpitämiseksi. Tämä näkökulma on edistänyt LiDAR-järjestelmien pienentämistä. Tulevaisuuden ihanne on, että LiDAR on tarpeeksi pieni integroituakseen saumattomasti ajoneuvon runkoon. Tämä tarkoittaa mekaanisten pyörivien osien minimoimista tai jopa eliminoimista, mikä on linjassa alan asteittaisen siirtymisen kanssa nykyisistä laserrakenteista kohti solid-state LiDAR -ratkaisuja. Solid-state LiDAR, jossa ei ole liikkuvia osia, tarjoaa kompaktin, luotettavan ja kestävän ratkaisun, joka sopii hyvin nykyaikaisten ajoneuvojen esteettisiin ja toiminnallisiin vaatimuksiin.
2. Sulautetut LiDAR-ratkaisut
Kun itseohjautuva ajotekniikka on kehittynyt viime vuosina, jotkin LiDAR-valmistajat ovat alkaneet tehdä yhteistyötä autonosien toimittajien kanssa kehittääkseen ratkaisuja, jotka integroivat LiDARin ajoneuvon osiin, kuten ajovaloihin. Tämä integrointi ei ainoastaan peitä LiDAR-järjestelmiä ja säilyttää ajoneuvon esteettisen houkuttelevuuden, vaan myös hyödyntää strategista sijoitusta LiDARin näkökentän ja toiminnallisuuden optimoimiseksi. Henkilöautoissa tietyt Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) -toiminnot edellyttävät LiDAR:n keskittymistä tiettyihin kulmiin 360 asteen näkymän sijaan. Korkeamman autonomian, kuten tason 4, saavuttamiseksi turvallisuusnäkökohdat edellyttävät kuitenkin 360 asteen vaakasuuntaista näkökenttää. Tämän odotetaan johtavan monipistekonfiguraatioihin, jotka varmistavat täyden peiton ajoneuvon ympärillä.
3.Kustannusten vähentäminen
LiDAR-tekniikan kypsyessä ja tuotannon laajeneessa kustannukset laskevat, mikä tekee mahdolliseksi sisällyttää nämä järjestelmät useampaan ajoneuvovalikoimaan, mukaan lukien keskitason malleihin. Tämän LiDAR-teknologian demokratisoitumisen odotetaan nopeuttavan edistyneiden turvallisuuden ja autonomisten ajoominaisuuksien käyttöönottoa automarkkinoilla.
Nykyään markkinoilla olevat LIDAR-laitteet ovat enimmäkseen 905 nm ja 1550 nm/1535 nm LIDAR, mutta kustannusten kannalta 905 nm on etu.
· 905 nm LiDAR: Yleensä 905 nm:n LiDAR-järjestelmät ovat halvempia komponenttien laajan saatavuuden ja tähän aallonpituuteen liittyvien kypsien valmistusprosessien vuoksi. Tämä kustannusetu tekee 905 nm LiDARista houkuttelevan sovelluksissa, joissa toimintaetäisyys ja silmäturvallisuus ovat vähemmän tärkeitä.
· 1550/1535nm LiDAR: 1550/1535 nm järjestelmien komponentit, kuten laserit ja ilmaisimet, ovat yleensä kalliimpia, mikä johtuu osittain siitä, että tekniikka on vähemmän levinnyt ja komponentit ovat monimutkaisempia. Turvallisuuteen ja suorituskykyyn liittyvät edut voivat kuitenkin oikeuttaa korkeammat kustannukset tietyissä sovelluksissa, erityisesti autonomisessa ajossa, jossa pitkän matkan havaitseminen ja turvallisuus ovat ensiarvoisen tärkeitä.
[Linkki:Lue lisää 905nm ja 1550nm/1535nm LiDAR-vertailusta]
4. Lisääntynyt turvallisuus ja parannettu ADAS
LiDAR-tekniikka parantaa merkittävästi Advanced Driver-Assistance Systems (ADAS) -järjestelmän suorituskykyä ja tarjoaa ajoneuvoille tarkat ympäristökartoitusominaisuudet. Tämä tarkkuus parantaa turvallisuusominaisuuksia, kuten törmäysten välttämistä, jalankulkijoiden havaitsemista ja mukautuvaa vakionopeudensäädintä, mikä vie alaa lähemmäksi täysin autonomista ajoa.
UKK
Ajoneuvoissa LIDAR-anturit lähettävät valopulsseja, jotka pomppaavat esineistä ja palaavat anturiin. Pulssien palautumiseen kuluvaa aikaa käytetään laskettaessa etäisyyttä esineisiin. Nämä tiedot auttavat luomaan yksityiskohtaisen 3D-kartan ajoneuvon ympäristöstä.
Tyypillinen autoteollisuuden LIDAR-järjestelmä koostuu laserista, joka lähettää valopulsseja, skannerista ja optiikasta, joka ohjaa pulsseja, valoilmaisimesta heijastuneen valon sieppaamiseen ja käsittelyyksiköstä tietojen analysoimiseksi ja ympäristön 3D-esityksen luomiseksi.
Kyllä, LIDAR voi havaita liikkuvia kohteita. Mittaamalla objektien sijainnin muutosta ajan myötä LIDAR voi laskea niiden nopeuden ja liikeradan.
LIDAR on integroitu ajoneuvon turvajärjestelmiin parantamaan ominaisuuksia, kuten mukautuva vakionopeussäädin, törmäysten välttäminen ja jalankulkijoiden havaitseminen tarjoamalla tarkkoja ja luotettavia etäisyysmittauksia ja esineiden havaitsemista.
Autoteollisuuden LIDAR-teknologian jatkuvaan kehitykseen kuuluu LIDAR-järjestelmien koon ja kustannusten pienentäminen, niiden kantaman ja resoluution lisääminen sekä niiden integroiminen saumattomasti ajoneuvojen suunnitteluun ja toimivuuteen.
[linkki:LIDAR Laserin tärkeimmät parametrit]
1,5 μm:n pulssikuitulaser on eräänlainen autoteollisuuden LIDAR-järjestelmissä käytetty laserlähde, joka lähettää valoa aallonpituudella 1,5 mikrometriä (μm). Se tuottaa lyhyitä infrapunavalopulsseja, joita käytetään etäisyyksien mittaamiseen pomppaamalla esineistä ja palaamalla LIDAR-anturiin.
1,5 μm aallonpituutta käytetään, koska se tarjoaa hyvän tasapainon silmien turvallisuuden ja ilmakehän tunkeutumisen välillä. Tämän aallonpituusalueen laserit eivät todennäköisesti vahingoita ihmisen silmiä kuin lyhyemmillä aallonpituuksilla säteilevät laserit, ja ne voivat toimia hyvin erilaisissa sääolosuhteissa.
Vaikka 1,5 μm:n laserit toimivat paremmin kuin näkyvä valo sumussa ja sateessa, niiden kyky tunkeutua ilmakehän esteisiin on edelleen rajallinen. Suorituskyky epäsuotuisissa sääolosuhteissa on yleensä parempi kuin lyhyemmän aallonpituuden laserit, mutta ei yhtä tehokas kuin pidemmät aallonpituudet.
Vaikka 1,5 μm:n pulssikuitulaserit voivat aluksi nostaa LIDAR-järjestelmien kustannuksia niiden kehittyneen teknologian ansiosta, tuotannon edistymisen ja mittakaavaetujen odotetaan vähentävän kustannuksia ajan myötä. Niiden suorituskykyyn ja turvallisuuteen liittyvät edut katsotaan oikeuttavan investoinnin. 1,5 μm:n pulssikuitulaserien ylivoimainen suorituskyky ja parannetut turvallisuusominaisuudet tekevät niistä kannattavan sijoituksen autoteollisuuden LIDAR-järjestelmiin.