Предыстория автомобильного LiDAR
С 2015 по 2020 год страна приняла несколько взаимосвязанных политик, уделяя особое внимание «интеллектуальные подключенные транспортные средства' и 'автономные транспортные средства'. В начале 2020 года страна опубликовала два плана: «Стратегия инноваций и развития интеллектуальных транспортных средств» и «Классификация автоматизации вождения автомобилей», чтобы прояснить стратегическое положение и будущее направление развития автономного вождения.
Международная консалтинговая фирма Yole Development опубликовала отчет об отраслевом исследовании «Лидар для автомобильной промышленности и промышленного применения», в котором говорится, что рынок лидаров в автомобильной отрасли может достичь 5,7 млрд долларов США к 2026 году, а совокупный среднегодовой темп роста, как ожидается, может превысить 21% в течение следующих пяти лет.
Что такое автомобильный лидар?
LiDAR, сокращение от Light Detection and Ranging, — революционная технология, которая преобразила автомобильную промышленность, особенно в сфере автономных транспортных средств. Она работает, испуская импульсы света (обычно от лазера) в направлении цели и измеряя время, необходимое для того, чтобы свет отразился обратно к датчику. Затем эти данные используются для создания подробных трехмерных карт окружающей среды вокруг транспортного средства.
Системы LiDAR славятся своей точностью и способностью обнаруживать объекты с высокой точностью, 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 слабое освещение или прямой солнечный свет, датчики LiDAR предоставляют надежные данные в различных условиях освещения и погоды. Кроме того, способность LiDAR точно измерять расстояния позволяет обнаруживать объекты, их размер и даже скорость, что имеет решающее значение для навигации в сложных сценариях вождения.
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), работает, испуская лазерные импульсы и вычисляя время, необходимое для отражения этих импульсов от препятствий. Этот метод производит высокоточные данные «облака точек», которые могут создавать подробные трехмерные карты окружающей среды вокруг автомобиля с точностью до сантиметра, предлагая исключительно точную пространственную распознавательную способность для автомобилей.
Применение технологии LiDAR в автомобильной отрасли в основном сосредоточено в следующих областях:
Системы автономного вождения:LiDAR — одна из ключевых технологий для достижения продвинутых уровней автономного вождения. Он точно воспринимает окружающую среду вокруг автомобиля, включая другие транспортные средства, пешеходов, дорожные знаки и дорожные условия, тем самым помогая системам автономного вождения принимать быстрые и точные решения.
Современные системы помощи водителю (ADAS):В сфере помощи водителю LiDAR используется для улучшения функций безопасности транспортного средства, включая адаптивный круиз-контроль, экстренное торможение, обнаружение пешеходов и функции обхода препятствий.
Навигация и позиционирование транспортного средства:Высокоточные 3D-карты, создаваемые LiDAR, могут значительно повысить точность определения местоположения транспортных средств, особенно в городских условиях, где сигналы GPS ограничены.
Мониторинг и управление трафиком:LiDAR можно использовать для мониторинга и анализа транспортного потока, помогая городским транспортным системам оптимизировать управление сигналами и уменьшить заторы.
Для дистанционного зондирования, дальномера, автоматизации и DTS и т. д.
Нужна бесплатная консультация?
Тенденции в отношении автомобильных LiDAR
1. Миниатюризация лидара
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 точка зрения подтолкнула тенденцию к миниатюризации систем LiDAR. Будущий идеал заключается в том, чтобы LiDAR был достаточно мал, чтобы его можно было легко интегрировать в корпус автомобиля. Это означает минимизацию или даже устранение механических вращающихся частей, сдвиг, который соответствует постепенному переходу отрасли от текущих лазерных структур к твердотельным решениям LiDAR. Твердотельный LiDAR, лишенный движущихся частей, предлагает компактное, надежное и долговечное решение, которое хорошо вписывается в эстетические и функциональные требования современных автомобилей.
2. Встроенные решения LiDAR
Поскольку в последние годы технологии автономного вождения развивались, некоторые производители LiDAR начали сотрудничать с поставщиками автомобильных деталей для разработки решений, которые интегрируют LiDAR в части автомобиля, такие как фары. Эта интеграция не только служит для сокрытия систем LiDAR, сохраняя эстетическую привлекательность автомобиля, но и использует стратегическое размещение для оптимизации поля зрения и функциональности LiDAR. Для легковых автомобилей некоторые функции Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) требуют, чтобы LiDAR фокусировался на определенных углах, а не обеспечивал обзор на 360°. Однако для более высоких уровней автономности, таких как Level 4, соображения безопасности требуют горизонтального поля зрения на 360°. Ожидается, что это приведет к многоточечным конфигурациям, которые обеспечат полный охват вокруг автомобиля.
3.Сокращение затрат
По мере развития технологии LiDAR и масштабирования производства, затраты снижаются, что делает возможным внедрение этих систем в более широкий спектр транспортных средств, включая модели среднего класса. Ожидается, что эта демократизация технологии LiDAR ускорит внедрение передовых функций безопасности и автономного вождения на автомобильном рынке.
На сегодняшний день на рынке представлены в основном лидары с длиной волны 905 нм и 1550 нм/1535 нм, но с точки зрения стоимости преимущество имеет лидар с длиной волны 905 нм.
· 905 нм ЛиДАР: Как правило, системы LiDAR 905 нм менее дороги из-за широкой доступности компонентов и отработанных производственных процессов, связанных с этой длиной волны. Это ценовое преимущество делает LiDAR 905 нм привлекательным для приложений, где дальность и безопасность глаз не так критичны.
· 1550/1535 нм Лидар: Компоненты для систем 1550/1535 нм, такие как лазеры и детекторы, как правило, более дорогие, отчасти потому, что технология менее распространена, а компоненты более сложны. Однако преимущества с точки зрения безопасности и производительности могут оправдать более высокую стоимость для определенных приложений, особенно в автономном вождении, где дальнее обнаружение и безопасность имеют первостепенное значение.
[Связь:Подробнее о сравнении LiDAR 905 нм и 1550 нм/1535 нм]
4. Повышенная безопасность и усовершенствованная система ADAS
Технология LiDAR значительно повышает производительность усовершенствованных систем помощи водителю (ADAS), предоставляя транспортным средствам возможности точного картирования окружающей среды. Эта точность улучшает функции безопасности, такие как предотвращение столкновений, обнаружение пешеходов и адаптивный круиз-контроль, приближая отрасль к достижению полностью автономного вождения.
Часто задаваемые вопросы
В транспортных средствах датчики LIDAR испускают световые импульсы, которые отражаются от объектов и возвращаются к датчику. Время, необходимое для возврата импульсов, используется для расчета расстояния до объектов. Эта информация помогает создать подробную 3D-карту окрестностей транспортного средства.
Типичная автомобильная система LIDAR состоит из лазера для излучения световых импульсов, сканера и оптики для направления импульсов, фотодетектора для улавливания отраженного света и процессора для анализа данных и создания трехмерного изображения окружающей среды.
Да, LIDAR может обнаруживать движущиеся объекты. Измеряя изменение положения объектов с течением времени, LIDAR может вычислить их скорость и траекторию.
Лидар интегрируется в системы безопасности транспортных средств для улучшения таких функций, как адаптивный круиз-контроль, предотвращение столкновений и обнаружение пешеходов, обеспечивая точное и надежное измерение расстояния и обнаружение объектов.
Текущие разработки в области технологий автомобильных ЛИДАРов включают уменьшение размера и стоимости систем ЛИДАР, увеличение их дальности и разрешения, а также их более тесную интеграцию в конструкцию и функциональность транспортных средств.
[связь:Основные параметры лазера LIDAR]
Импульсный волоконный лазер 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, поскольку она обеспечивает хороший баланс между безопасностью для глаз и проникновением в атмосферу. Лазеры в этом диапазоне длин волн с меньшей вероятностью могут нанести вред человеческим глазам, чем те, которые излучают на более коротких длинах волн, и могут хорошо работать в различных погодных условиях.
Хотя лазеры с длиной волны 1,5 мкм работают лучше, чем видимый свет в тумане и дожде, их способность проникать сквозь атмосферные препятствия все еще ограничена. Эффективность в неблагоприятных погодных условиях, как правило, лучше, чем у лазеров с более короткой длиной волны, но не так эффективна, как варианты с более длинной длиной волны.
Хотя 1,5-мкм импульсные волоконные лазеры могут изначально увеличить стоимость систем LIDAR из-за их сложной технологии, ожидается, что достижения в производстве и экономия масштаба со временем снизят затраты. Их преимущества с точки зрения производительности и безопасности рассматриваются как оправдывающие инвестиции. Превосходная производительность и улучшенные функции безопасности, обеспечиваемые 1,5-мкм импульсными волоконными лазерами, делают их выгодной инвестицией для автомобильных систем LIDAR.