История создания автомобильных лидаров
В период с 2015 по 2020 год страна приняла ряд соответствующих политических решений, направленных на решение следующих проблем:интеллектуальные подключенные транспортные средства' и 'автономные транспортные средстваВ начале 2020 года страна опубликовала два плана: «Стратегию инноваций и развития интеллектуальных транспортных средств» и «Классификацию автоматизированного вождения автомобилей», чтобы уточнить стратегическое положение и будущее направление развития автономного вождения.
Международная консалтинговая фирма Yole Development опубликовала отраслевой исследовательский отчет, посвященный теме «Лидары для автомобильного и промышленного применения», в котором говорится, что рынок лидаров в автомобильной отрасли может достичь 5,7 миллиардов долларов США к 2026 году, а среднегодовой темп роста может превысить 21% в течение следующих пяти лет.
Что такое автомобильный лидар?
LiDAR, сокращение от Light Detection and Ranging (обнаружение и определение дальности с помощью света), — это революционная технология, которая преобразила автомобильную промышленность, особенно в области автономных транспортных средств. Она работает путем излучения импульсов света — обычно от лазера — в направлении цели и измерения времени, необходимого для отражения света обратно к датчику. Затем эти данные используются для создания подробных трехмерных карт окружающей среды вокруг транспортного средства.
Системы LiDAR известны своей точностью и способностью обнаруживать объекты с высокой степенью достоверности, что делает их незаменимым инструментом для автономного вождения. В отличие от камер, которые полагаются на видимый свет и могут испытывать трудности в определенных условиях, таких как низкая освещенность или прямые солнечные лучи, датчики LiDAR обеспечивают надежные данные в различных условиях освещения и погоды. Кроме того, способность LiDAR точно измерять расстояния позволяет обнаруживать объекты, определять их размер и даже скорость, что имеет решающее значение для навигации в сложных дорожных ситуациях.
Блок-схема принципа работы LiDAR
Применение LiDAR в автоматизации:
Технология LiDAR (Light Detection and Ranging) в автомобильной промышленности в первую очередь направлена на повышение безопасности вождения и развитие технологий автономного вождения. Ее основная технология,Время пролета (ToF)Этот метод работает за счет излучения лазерных импульсов и вычисления времени, необходимого для отражения этих импульсов от препятствий. Он позволяет получать высокоточные данные в виде «облака точек», которые могут создавать подробные трехмерные карты окружающей среды с точностью до сантиметра, обеспечивая исключительно точную пространственную распознавание для автомобилей.
Применение технологии LiDAR в автомобильной промышленности в основном сосредоточено в следующих областях:
Системы автономного вождения:Технология LiDAR является одной из ключевых технологий для достижения продвинутого уровня автономного вождения. Она точно распознает окружающую среду, включая другие транспортные средства, пешеходов, дорожные знаки и состояние дороги, тем самым помогая системам автономного вождения принимать быстрые и точные решения.
Усовершенствованные системы помощи водителю (ADAS):В сфере систем помощи водителю технология LiDAR используется для повышения безопасности транспортных средств, включая адаптивный круиз-контроль, экстренное торможение, обнаружение пешеходов и функции предотвращения столкновений с препятствиями.
Навигация и позиционирование транспортного средства:Высокоточные 3D-карты, создаваемые с помощью лидара, могут значительно повысить точность позиционирования транспортных средств, особенно в городских условиях, где сигналы GPS ограничены.
Мониторинг и управление дорожным движением:Технология LiDAR может использоваться для мониторинга и анализа транспортного потока, помогая городским системам регулирования дорожного движения оптимизировать управление светофорами и уменьшать заторы.
Для дистанционного зондирования, измерения дальности, автоматизации и DTS и т. д.
Нужна бесплатная консультация?
Тенденции в направлении использования LiDAR в автомобильной промышленности
1. Миниатюризация LiDAR
Традиционная точка зрения автомобильной промышленности заключается в том, что автономные транспортные средства не должны отличаться по внешнему виду от обычных автомобилей, чтобы сохранить удовольствие от вождения и эффективную аэродинамику. Эта перспектива подтолкнула к тенденции миниатюризации лидарных систем. Идеальным вариантом будущего является создание лидара, достаточно малого для бесшовной интеграции в кузов автомобиля. Это означает минимизацию или даже полное исключение механических вращающихся частей, что соответствует постепенному переходу отрасли от существующих лазерных структур к твердотельным лидарным решениям. Твердотельный лидар, лишенный движущихся частей, предлагает компактное, надежное и долговечное решение, хорошо соответствующее эстетическим и функциональным требованиям современных автомобилей.
2. Встроенные решения LiDAR
В последние годы, по мере развития технологий автономного вождения, некоторые производители LiDAR-устройств начали сотрудничать с поставщиками автомобильных комплектующих для разработки решений, интегрирующих LiDAR в различные элементы автомобиля, например, в фары. Такая интеграция не только позволяет скрыть системы LiDAR, сохраняя эстетическую привлекательность автомобиля, но и использует стратегическое размещение для оптимизации поля зрения и функциональности LiDAR. В легковых автомобилях некоторые функции систем помощи водителю (ADAS) требуют от LiDAR фокусировки на определенных углах, а не обеспечения кругового обзора на 360°. Однако для более высоких уровней автономности, таких как уровень 4, соображения безопасности требуют горизонтального поля зрения в 360°. Ожидается, что это приведет к многоточечным конфигурациям, обеспечивающим полный охват всего автомобиля.
3.Снижение затрат
По мере развития технологии LiDAR и масштабирования производства снижаются затраты, что делает возможным внедрение этих систем в более широкий спектр автомобилей, включая модели среднего класса. Ожидается, что такая демократизация технологии LiDAR ускорит внедрение передовых функций безопасности и автономного вождения на автомобильном рынке.
Представленные на рынке сегодня лидары в основном используют длины волн 905 нм и 1550 нм/1535 нм, но с точки зрения стоимости, 905 нм имеют преимущество.
· Лидар 905 нмКак правило, системы LiDAR с длиной волны 905 нм стоят дешевле благодаря широкой доступности компонентов и отработанным производственным процессам, связанным с этой длиной волны. Это ценовое преимущество делает LiDAR с длиной волны 905 нм привлекательным для применений, где дальность действия и безопасность для глаз не являются критически важными.
· Лидар 1550/1535 нмКомпоненты для систем с длиной волны 1550/1535 нм, такие как лазеры и детекторы, как правило, стоят дороже, отчасти потому, что эта технология менее распространена, а компоненты более сложны. Однако преимущества с точки зрения безопасности и производительности могут оправдать более высокую стоимость для некоторых применений, особенно в автономном вождении, где обнаружение на больших расстояниях и безопасность имеют первостепенное значение.
[Связь:Подробнее о сравнении LiDAR с длиной волны 905 нм и 1550 нм/1535 нм.]
4. Повышенная безопасность и улучшенная система помощи водителю (ADAS).
Технология LiDAR значительно повышает эффективность систем помощи водителю (ADAS), предоставляя транспортным средствам возможность точного картирования окружающей среды. Эта точность улучшает такие функции безопасности, как предотвращение столкновений, обнаружение пешеходов и адаптивный круиз-контроль, приближая отрасль к достижению полностью автономного вождения.
Часто задаваемые вопросы
В транспортных средствах датчики LIDAR излучают световые импульсы, которые отражаются от объектов и возвращаются к датчику. Время, необходимое для возвращения импульсов, используется для расчета расстояния до объектов. Эта информация помогает создать подробную трехмерную карту окружающей среды транспортного средства.
Типичная автомобильная система LIDAR состоит из лазера, излучающего световые импульсы, сканера и оптики для направления импульсов, фотодетектора для захвата отраженного света и блока обработки данных для создания трехмерного представления окружающей среды.
Да, лидар способен обнаруживать движущиеся объекты. Измеряя изменение положения объектов во времени, лидар может рассчитать их скорость и траекторию.
Технология LIDAR интегрируется в системы безопасности транспортных средств для улучшения таких функций, как адаптивный круиз-контроль, предотвращение столкновений и обнаружение пешеходов, обеспечивая точные и надежные измерения расстояния и обнаружение объектов.
Текущие разработки в области автомобильных лидарных технологий включают в себя уменьшение размеров и стоимости лидарных систем, увеличение их дальности действия и разрешения, а также более органичную интеграцию в конструкцию и функциональность транспортных средств.
[связь:Основные параметры лазера LIDAR]
Импульсный волоконный лазер с длиной волны 1,5 мкм — это тип лазерного источника, используемый в автомобильных системах LIDAR, который излучает свет с длиной волны 1,5 микрометра (мкм). Он генерирует короткие импульсы инфракрасного света, которые используются для измерения расстояний, отражаясь от объектов и возвращаясь к датчику LIDAR.
Длина волны 1,5 мкм используется потому, что она обеспечивает хороший баланс между безопасностью для глаз и проникновением в атмосферу. Лазеры в этом диапазоне длин волн с меньшей вероятностью причинят вред человеческим глазам, чем лазеры, излучающие на более коротких длинах волн, и могут хорошо работать в различных погодных условиях.
Хотя лазеры с длиной волны 1,5 мкм работают лучше, чем лазеры видимого света в тумане и дожде, их способность проникать сквозь атмосферные препятствия все еще ограничена. В неблагоприятных погодных условиях их эффективность, как правило, выше, чем у лазеров с более короткой длиной волны, но ниже, чем у лазеров с более длинной длиной волны.
Хотя импульсные волоконные лазеры с длиной волны 1,5 мкм могут первоначально увеличить стоимость систем LIDAR из-за сложности их технологии, ожидается, что с течением времени достижения в производстве и эффект масштаба снизят затраты. Их преимущества с точки зрения производительности и безопасности считаются оправдывающими инвестиции. Превосходные характеристики и улучшенные функции безопасности, обеспечиваемые импульсными волоконными лазерами с длиной волны 1,5 мкм, делают их выгодным вложением для автомобильных систем LIDAR..