Автомобильный LiDAR фон
С 2015 по 2020 год страна приняла несколько соответствующих политик, сосредоточив внимание на «интеллектуальные подключенные транспортные средства' и 'автономные транспортные средства'. В начале 2020 года нация опубликовала два плана: «Стратегия инноваций и развития интеллектуальных транспортных средств» и «Классификация автоматизации вождения автомобилей», чтобы прояснить стратегическую позицию и будущее направление развития автономного вождения.
Yole Development, всемирная консалтинговая фирма, опубликовала отчет об отраслевых исследованиях, связанных с «Лидарами для автомобильного и промышленного применения», отметив, что рынок лидаров в автомобильной области может достичь 5,7 миллиардов долларов США к 2026 году. Ожидается, что совокупный годовой объем темпы роста могут увеличиться до более чем 21% в ближайшие пять лет.
Что такое автомобильный лидар?
LiDAR, сокращение от Light Detection and Ranging, — это революционная технология, которая изменила автомобильную промышленность, особенно в сфере беспилотных транспортных средств. Он функционирует, излучая импульсы света (обычно от лазера) в сторону цели и измеряя время, необходимое свету, чтобы отразиться обратно к датчику. Эти данные затем используются для создания подробных трехмерных карт окружающей среды вокруг автомобиля.
Системы LiDAR известны 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 работать в определенных условиях, например, при слабом освещении или прямом солнечном свете, 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 по сложным сценариям вождения.
Блок-схема принципа работы LiDAR
Приложения LiDAR в автоматизации:
Технология LiDAR (обнаружение света и определение дальности) в автомобильной промышленности в первую очередь ориентирована на повышение безопасности вождения и развитие технологий автономного вождения. Его основная технология,Время полета (ToF), работает путем излучения лазерных импульсов и расчета времени, необходимого для отражения этих импульсов от препятствий. Этот метод позволяет получать высокоточные данные «облака точек», которые позволяют создавать подробные трехмерные карты окружающей среды вокруг автомобиля с точностью до сантиметра, обеспечивая исключительно точную возможность пространственного распознавания автомобилей.
Применение технологии LiDAR в автомобильном секторе в основном сосредоточено в следующих областях:
Системы автономного вождения:LiDAR — одна из ключевых технологий для достижения продвинутого уровня автономного вождения. Он точно воспринимает окружающую среду вокруг автомобиля, включая другие транспортные средства, пешеходов, дорожные знаки и дорожные условия, тем самым помогая автономным системам вождения принимать быстрые и точные решения.
Усовершенствованные системы помощи водителю (ADAS):В сфере помощи водителю LiDAR используется для улучшения функций безопасности транспортного средства, включая функции адаптивного круиз-контроля, экстренного торможения, обнаружения пешеходов и предотвращения препятствий.
Навигация и позиционирование автомобиля:Высокоточные 3D-карты, созданные с помощью LiDAR, могут значительно повысить точность позиционирования транспортных средств, особенно в городских условиях, где сигналы GPS ограничены.
Мониторинг и управление трафиком:LiDAR можно использовать для мониторинга и анализа транспортных потоков, помогая городским транспортным системам оптимизировать управление сигналами и уменьшать заторы.
Для дистанционного зондирования, дальномера, автоматизации и DTS и т. д.
Нужна бесплатная консультация?
Тенденции в области автомобильного LiDAR
1. Миниатюризация LiDAR
Традиционная точка зрения автомобильной промышленности заключается в том, что автономные транспортные средства не должны внешне отличаться от обычных автомобилей, чтобы сохранять удовольствие от вождения и эффективную аэродинамику. Эта перспектива стимулировала тенденцию к миниатюризации систем LiDAR. В идеале будущего LiDAR должен быть достаточно маленьким, чтобы его можно было легко интегрировать в кузов автомобиля. Это означает сведение к минимуму или даже исключение механических вращающихся частей, что соответствует постепенному переходу отрасли от нынешних лазерных структур к твердотельным решениям LiDAR. Твердотельный LiDAR, лишенный движущихся частей, представляет собой компактное, надежное и долговечное решение, которое хорошо соответствует эстетическим и функциональным требованиям современных автомобилей.
2. Встроенные решения LiDAR
По мере развития технологий автономного вождения в последние годы некоторые производители LiDAR начали сотрудничать с поставщиками автомобильных запчастей 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 также использует стратегическое размещение для оптимизации поля зрения и функциональности LiDAR. Для легковых автомобилей некоторые функции усовершенствованной системы помощи водителю (ADAS) требуют, чтобы LiDAR фокусировался на определенных углах, а не обеспечивал обзор на 360 °. Однако для более высоких уровней автономности, таких как Уровень 4, из соображений безопасности требуется горизонтальное поле обзора на 360°. Ожидается, что это приведет к созданию многоточечных конфигураций, обеспечивающих полное покрытие вокруг автомобиля.
3.Снижение 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 такая демократизация технологии LiDAR ускорит внедрение передовых функций безопасности и автономного вождения на автомобильном рынке.
Сегодня на рынке представлены в основном лидары с длиной волны 905 нм и 1550/1535 нм, но с точки зрения стоимости 905 нм имеет преимущество.
· Лидар 905 нм: Как правило, системы LiDAR с длиной волны 905 нм дешевле из-за широкой доступности компонентов и отработанных производственных процессов, связанных с этой длиной волны. Это ценовое преимущество делает LiDAR с длиной волны 905 нм привлекательным для приложений, где дальность и безопасность глаз менее важны.
· Лидар 1550/1535 нм: Компоненты для систем 1550/1535 нм, такие как лазеры и детекторы, как правило, дороже, отчасти потому, что технология менее распространена, а компоненты более сложны. Однако преимущества с точки зрения безопасности и производительности могут оправдать более высокую стоимость для некоторых приложений, особенно в автономном вождении, где обнаружение на большом расстоянии и безопасность имеют первостепенное значение.
[Связь:Подробнее о сравнении LiDAR 905 нм и 1550/1535 нм]
4. Повышенная безопасность и усовершенствованная система ADAS.
Технология LiDAR значительно повышает производительность усовершенствованных систем помощи водителю (ADAS), предоставляя транспортным средствам возможность точного картографирования 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 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 3D-карту окрестностей автомобиля.
Типичная автомобильная система LIDAR состоит из лазера для излучения световых импульсов, сканера и оптики для направления импульсов, фотодетектора для захвата отраженного света и блока обработки для анализа данных и создания трехмерного представления окружающей среды.
Да, LIDAR может обнаруживать движущиеся объекты. Измеряя изменение положения объектов с течением времени, LIDAR может рассчитать их скорость и траекторию.
LIDAR интегрирован 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 автомобильной технологии LIDAR включают уменьшение размера и стоимости систем LIDAR, увеличение их дальности и разрешения, а также более плавную интеграцию их в дизайн и функциональность транспортных средств.
[связь:Ключевые параметры лазера LIDAR]
Импульсный волоконный лазер 1,5 мкм — это тип лазерного источника, используемого в автомобильных лидарных системах, 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 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 видимый свет в тумане и дожде, их способность проникать через атмосферные препятствия по-прежнему ограничена. Эффективность в неблагоприятных погодных условиях обычно лучше, чем у лазеров с более короткой длиной волны, но не так эффективна, как у лазеров с большей длиной волны.
Хотя импульсные волоконные лазеры с длиной волны 1,5 мкм могут первоначально увеличить стоимость лидарных систем из-за их сложной технологии, ожидается, что прогресс в производстве и эффект масштаба со временем сократят затраты. Их преимущества с точки зрения производительности и безопасности рассматриваются как оправдание инвестиций. Превосходная производительность и улучшенные функции безопасности, обеспечиваемые импульсными волоконными лазерами 1,5 мкм, делают их выгодной инвестицией для автомобильных лидарных систем..