Autotööstuse LiDAR-i taust
Aastatel 2015–2020 andis riik välja mitu seotud poliitikat, keskendudes järgmistele teemadele:intelligentsed ühendatud sõidukid' ja 'autonoomsed sõidukid2020. aasta alguses avaldas riik kaks kava: intelligentsete sõidukite innovatsiooni- ja arendusstrateegia ning autode sõiduautomaatika klassifikatsiooni, et selgitada autonoomse sõidu strateegilist positsiooni ja edasist arengusuunda.
Ülemaailmne konsultatsioonifirma Yole Development avaldas tööstusuuringu aruande, mis on seotud teemaga „Lidar autotööstuses ja tööstuslikes rakendustes“, milles mainiti, et lidari turg autotööstuses võib 2026. aastaks ulatuda 5,7 miljardi USA dollarini ning eeldatavasti võib liitkasvumäär järgmise viie aasta jooksul tõusta üle 21%.
Mis on autotööstuse LiDAR?
LiDAR, lühend sõnadest Light Detection and Ranging, on revolutsiooniline tehnoloogia, mis on muutnud autotööstust, eriti autonoomsete sõidukite valdkonnas. See toimib nii, et kiirgab valgusimpulsse – tavaliselt laserist – sihtmärgi poole ja mõõdab aega, mis kulub valguse andurile tagasipeegeldumiseks. Seejärel kasutatakse neid andmeid sõiduki ümbritseva keskkonna detailsete kolmemõõtmeliste kaartide loomiseks.
LiDAR-süsteemid on tuntud oma täpsuse ja objektide suure täpsusega tuvastamise võime poolest, mis teeb neist autonoomse sõidu jaoks asendamatu tööriista. Erinevalt kaameratest, mis tuginevad nähtavale valgusele ja võivad teatud tingimustes, näiteks hämaras või otsese päikesevalguse käes, raskusi tekitada, pakuvad LiDAR-andurid usaldusväärseid andmeid erinevates valgustus- ja ilmastikutingimustes. Lisaks võimaldab LiDAR-i võime mõõta täpselt vahemaid tuvastada objekte, nende suurust ja isegi kiirust, mis on keerukates sõiduolukordades navigeerimisel ülioluline.
LiDAR-i tööpõhimõtte vooskeem
LiDAR-i rakendused automatiseerimises:
Autotööstuses kasutatav LiDAR-tehnoloogia (valguse tuvastamine ja kauguse määramine) keskendub peamiselt sõiduohutuse parandamisele ja autonoomsete sõidutehnoloogiate edendamisele. Selle põhitehnoloogia onLennuaeg (ToF), mis kiirgab laserimpulsse ja arvutab nende impulsside takistustelt tagasi peegeldumiseks kuluvat aega. See meetod annab ülitäpseid "punktpilve" andmeid, mis võimaldavad luua sentimeetri täpsusega detailseid kolmemõõtmelisi kaarte sõiduki ümbritsevast keskkonnast, pakkudes autodele erakordselt täpset ruumilist tuvastamisvõimet.
LiDAR-tehnoloogia rakendamine autotööstuses on koondunud peamiselt järgmistesse valdkondadesse:
Autonoomsed sõidusüsteemid:LiDAR on üks võtmetehnoloogiaid autonoomse sõidu edasijõudnute tasemete saavutamiseks. See tajub täpselt sõiduki ümbritsevat keskkonda, sealhulgas teisi sõidukeid, jalakäijaid, liiklusmärke ja teeolusid, aidates seega autonoomsetel sõidusüsteemidel teha kiireid ja täpseid otsuseid.
Täiustatud juhiabisüsteemid (ADAS):Juhi abistamise valdkonnas kasutatakse LiDAR-i sõidukite ohutusfunktsioonide, sealhulgas adaptiivse püsikiiruse hoidja, hädapidurduse, jalakäijate tuvastamise ja takistuste vältimise funktsioonide täiustamiseks.
Sõidukite navigatsioon ja positsioneerimine:LiDAR-i loodud ülitäpsed 3D-kaardid võivad märkimisväärselt parandada sõidukite positsioneerimistäpsust, eriti linnakeskkonnas, kus GPS-signaalid on piiratud.
Liikluse jälgimine ja haldamine:LiDAR-i saab kasutada liiklusvoo jälgimiseks ja analüüsimiseks, aidates linnaliikluse süsteemidel optimeerida fooride juhtimist ja vähendada ummikuid.
Kaugseire, kaugusemõõtmise, automatiseerimise ja DTS-i jms jaoks.
Vajad tasuta konsultatsiooni?
Autotööstuse LiDAR-i trendid
1. LiDAR-i miniaturiseerimine
Autotööstuse traditsiooniline seisukoht on, et autonoomsed sõidukid ei tohiks sõidunaudingu ja tõhusa aerodünaamika säilitamiseks välimuselt tavapärastest autodest erineda. See perspektiiv on edendanud LiDAR-süsteemide miniaturiseerimise trendi. Tulevikuideaal on, et LiDAR oleks piisavalt väike, et seda saaks sujuvalt sõiduki keresse integreerida. See tähendab mehaaniliste pöörlevate osade minimeerimist või isegi kõrvaldamist, mis on kooskõlas tööstuse järkjärgulise üleminekuga praegustest laserstruktuuridest tahkis-LiDAR-lahenduste poole. Tahkise-LiDAR, milles puuduvad liikuvad osad, pakub kompaktset, usaldusväärset ja vastupidavat lahendust, mis sobib hästi tänapäevaste sõidukite esteetiliste ja funktsionaalsete nõuetega.
2. Sisseehitatud LiDAR-lahendused
Kuna autonoomse sõidu tehnoloogiad on viimastel aastatel arenenud, on mõned LiDAR-i tootjad hakanud tegema koostööd autoosade tarnijatega, et töötada välja lahendusi, mis integreerivad LiDAR-i sõiduki osadesse, näiteks esituledesse. See integratsioon mitte ainult ei varja LiDAR-süsteeme, säilitades sõiduki esteetilise atraktiivsuse, vaid kasutab ka strateegilist paigutust LiDAR-i vaatevälja ja funktsionaalsuse optimeerimiseks. Sõiduautode puhul nõuavad teatud täiustatud juhiabisüsteemide (ADAS) funktsioonid, et LiDAR keskenduks kindlatele nurkadele, mitte ei pakuks 360° vaadet. Kõrgema autonoomia taseme, näiteks 4. taseme puhul on ohutuskaalutlustel aga vaja 360° horisontaalset vaatevälja. See peaks viima mitmepunktiliste konfiguratsioonideni, mis tagavad sõiduki täieliku katvuse.
3.Kulude vähendamine
LiDAR-tehnoloogia küpsedes ja tootmise laienedes langevad kulud, mis muudab nende süsteemide integreerimise laiemasse sõidukite valikusse, sealhulgas keskklassi mudelitesse, teostatavaks. LiDAR-tehnoloogia demokratiseerimine peaks kiirendama täiustatud ohutus- ja autonoomsete sõidufunktsioonide kasutuselevõttu kogu autoturul.
Tänapäeval turul olevad LIDAR-id on enamasti 905 nm ja 1550 nm/1535 nm LIDAR-id, kuid hinna osas on 905 nm-l eelis.
· 905 nm LiDARÜldiselt on 905nm LiDAR-süsteemid odavamad tänu komponentide laialdasele kättesaadavusele ja selle lainepikkusega seotud küpsetele tootmisprotsessidele. See kulueelis muudab 905nm LiDAR-i atraktiivseks rakenduste jaoks, kus ulatus ja silmade ohutus pole nii olulised.
· 1550/1535 nm LiDAR1550/1535 nm süsteemide komponendid, näiteks laserid ja detektorid, kipuvad olema kallimad, osaliselt seetõttu, et tehnoloogia on vähem levinud ja komponendid on keerukamad. Ohutuse ja jõudluse eelised võivad aga teatud rakenduste puhul õigustada kõrgemat hinda, eriti autonoomse sõidu puhul, kus pikamaatuvastus ja ohutus on esmatähtsad.
[Link:Loe lähemalt 905nm ja 1550nm/1535nm LiDAR-i võrdluse kohta]
4. Suurem ohutus ja täiustatud ADAS-süsteemid
LiDAR-tehnoloogia parandab oluliselt täiustatud juhiabisüsteemide (ADAS) jõudlust, pakkudes sõidukitele täpseid keskkonnakaardistamise võimalusi. See täpsus parandab ohutusfunktsioone, nagu kokkupõrke vältimine, jalakäijate tuvastamine ja adaptiivne püsikiiruse hoidja, viies valdkonna lähemale täielikult autonoomse sõidu saavutamisele.
KKK
Sõidukites kiirgavad LIDAR-andurid valgusimpulsse, mis peegelduvad objektidelt tagasi ja naasevad andurisse. Impulsside tagasitulekuks kuluvat aega kasutatakse objektide kauguse arvutamiseks. See teave aitab luua sõiduki ümbrusest detailse 3D-kaardi.
Tüüpiline autotööstuse LIDAR-süsteem koosneb laserist valgusimpulsside kiirgamiseks, skannerist ja optikast impulsside suunamiseks, fotodetektorist peegeldunud valguse püüdmiseks ning töötlusseadmest andmete analüüsimiseks ja keskkonna 3D-kujutise loomiseks.
Jah, LIDAR suudab tuvastada liikuvaid objekte. Mõõtes objektide asukoha muutust ajas, saab LIDAR arvutada nende kiiruse ja trajektoori.
LIDAR on integreeritud sõidukite ohutussüsteemidesse, et täiustada selliseid funktsioone nagu adaptiivne püsikiiruse hoidja, kokkupõrke vältimine ja jalakäijate tuvastamine, pakkudes täpseid ja usaldusväärseid kauguse mõõtmisi ja objektide tuvastamist.
Autotööstuse LIDAR-tehnoloogia pidevate arengute hulka kuuluvad LIDAR-süsteemide suuruse ja maksumuse vähendamine, nende ulatuse ja eraldusvõime suurendamine ning sujuvam integreerimine sõidukite disaini ja funktsionaalsusesse.
[link:LIDAR-laseri põhiparameetrid]
1,5 μm impulsskiudlaser on autotööstuse LIDAR-süsteemides kasutatav laserallikas, mis kiirgab valgust lainepikkusega 1,5 mikromeetrit (μm). See genereerib lühikesi infrapunavalguse impulsse, mida kasutatakse kauguste mõõtmiseks objektidelt tagasipeegeldudes ja LIDAR-andurile tagasi pöördudes.
1,5 μm lainepikkust kasutatakse seetõttu, et see pakub head tasakaalu silmade ohutuse ja atmosfääri tungimise vahel. Selle lainepikkuste vahemiku laserid kahjustavad inimese silmi vähem kui lühemate lainepikkustega laserid ja toimivad hästi erinevates ilmastikutingimustes.
Kuigi 1,5 μm laserid toimivad udus ja vihmas paremini kui nähtav valgus, on nende võime atmosfääritakistustest läbi tungida siiski piiratud. Ebasoodsates ilmastikutingimustes on jõudlus üldiselt parem kui lühema lainepikkusega laseritel, kuid mitte nii efektiivne kui pikema lainepikkusega valikutel.
Kuigi 1,5 μm impulsskiudlaserid võivad oma keeruka tehnoloogia tõttu LIDAR-süsteemide maksumust esialgu suurendada, eeldatakse, et tootmise areng ja mastaabisääst vähendavad kulusid aja jooksul. Nende eelised jõudluse ja ohutuse osas õigustavad investeeringut. 1,5 μm impulsskiudlaserite suurepärane jõudlus ja täiustatud ohutusfunktsioonid muudavad need autotööstuse LIDAR-süsteemidesse väärtuslikuks investeeringuks..