Pozadí automobilového LiDARu
V letech 2015 až 2020 země vydala několik souvisejících politik zaměřených na „inteligentní propojená vozidla' a 'autonomní vozidla„Na začátku roku 2020 vydala vláda dva plány: Strategii inovací a rozvoje inteligentních vozidel a Klasifikaci automatizace řízení automobilů, aby objasnila strategickou pozici a směr budoucího vývoje autonomního řízení.“
Společnost Yole Development, celosvětová konzultační firma, zveřejnila výzkumnou zprávu v rámci projektu „Lidar pro automobilový průmysl a průmyslové aplikace“, v níž uvedla, že trh s lidary v automobilovém průmyslu by mohl do roku 2026 dosáhnout 5,7 miliardy amerických dolarů a očekává se, že průměrná roční míra růstu by se v příštích pěti letech mohla zvýšit na více než 21 %.
Co je automobilový LiDAR?
LiDAR, zkratka pro Light Detection and Ranging (detekce a zaměřování světla), je revoluční technologie, která transformovala automobilový průmysl, zejména v oblasti autonomních vozidel. Funguje tak, že vysílá světelné pulzy – obvykle z laseru – směrem k cíli a měří čas, který světlo potřebuje k odrazu zpět k senzoru. Tato data se poté používají k vytvoření podrobných trojrozměrných map prostředí kolem vozidla.
Systémy LiDAR jsou proslulé svou přesností a schopností detekovat objekty s vysokou přesností, což z nich činí nepostradatelný nástroj pro autonomní řízení. Na rozdíl od kamer, které se spoléhají na viditelné světlo a mohou mít problémy za určitých podmínek, jako je slabé osvětlení nebo přímé sluneční světlo, senzory LiDAR poskytují spolehlivá data v různých světelných a povětrnostních podmínkách. Schopnost LiDARu měřit vzdálenosti navíc umožňuje přesnou detekci objektů, jejich velikosti a dokonce i rychlosti, což je klíčové pro navigaci ve složitých jízdních situacích.
Vývojový diagram principu fungování LiDARu
Aplikace LiDAR v automatizaci:
Technologie LiDAR (detekce a určování vzdálenosti světla) v automobilovém průmyslu se primárně zaměřuje na zvýšení bezpečnosti jízdy a rozvoj technologií autonomního řízení. Její klíčová technologie,Doba letu (ToF), funguje na principu vyzařování laserových pulzů a výpočtu doby, za kterou se tyto pulzy odrazí zpět od překážek. Tato metoda produkuje vysoce přesná data „mraku bodů“, která dokáží vytvořit detailní trojrozměrné mapy prostředí kolem vozidla s přesností na centimetr, což automobilům nabízí mimořádně přesnou prostorovou rozpoznávací schopnost.
Aplikace technologie LiDAR v automobilovém sektoru se soustředí především v následujících oblastech:
Systémy autonomního řízení:LiDAR je jednou z klíčových technologií pro dosažení pokročilé úrovně autonomního řízení. Přesně vnímá prostředí kolem vozidla, včetně ostatních vozidel, chodců, dopravních značek a stavu vozovky, a tím pomáhá systémům autonomního řízení přijímat rychlá a přesná rozhodnutí.
Pokročilé asistenční systémy řidiče (ADAS):V oblasti asistenčních systémů pro řidiče se LiDAR používá ke zlepšení bezpečnostních prvků vozidel, včetně adaptivního tempomatu, nouzového brzdění, detekce chodců a funkcí pro vyhýbání se překážkám.
Navigace a určování polohy vozidla:Vysoce přesné 3D mapy generované technologií LiDAR mohou výrazně zvýšit přesnost určování polohy vozidel, zejména v městském prostředí, kde je signál GPS omezený.
Monitorování a řízení dopravy:LiDAR lze využít k monitorování a analýze dopravního toku, což pomáhá městským dopravním systémům optimalizovat řízení signálu a snižovat dopravní zácpy.
Pro dálkové snímání Země, dálkoměry, automatizaci a DTS atd.
Potřebujete bezplatnou konzultaci?
Trendy směrem k automobilovému LiDARu
1. Miniaturizace LiDARu
Tradiční pohled automobilového průmyslu zastává názor, že autonomní vozidla by se vzhledem neměla lišit od konvenčních automobilů, aby si zachovala potěšení z jízdy a efektivní aerodynamiku. Tato perspektiva podnítila trend miniaturizace systémů LiDAR. Ideálem budoucnosti je, aby byl LiDAR dostatečně malý, aby se dal bezproblémově integrovat do karoserie vozidla. To znamená minimalizaci nebo dokonce eliminaci mechanických rotujících částí, což je posun, který je v souladu s postupným odklonem průmyslu od současných laserových struktur k řešením LiDAR v pevné fázi. Pevnostní LiDAR, bez pohyblivých částí, nabízí kompaktní, spolehlivé a odolné řešení, které dobře splňuje estetické a funkční požadavky moderních vozidel.
2. Vestavěná řešení LiDAR
Vzhledem k tomu, že technologie autonomního řízení v posledních letech pokročily, začali někteří výrobci LiDAR systémů spolupracovat s dodavateli automobilových dílů na vývoji řešení, která integrují LiDAR do částí vozidla, jako jsou světlomety. Tato integrace slouží nejen ke skrytí systémů LiDAR a zachování estetického vzhledu vozidla, ale také využívá strategické umístění k optimalizaci zorného pole a funkčnosti LiDARu. U osobních vozidel některé funkce pokročilých asistenčních systémů pro řidiče (ADAS) vyžadují, aby se LiDAR zaměřoval na specifické úhly, spíše než aby poskytoval 360° pohled. U vyšších úrovní autonomie, jako je úroveň 4, však bezpečnostní aspekty vyžadují 360° horizontální zorné pole. Očekává se, že to povede k vícebodovým konfiguracím, které zajistí plné pokrytí kolem vozidla.
3.Snížení nákladů
S tím, jak technologie LiDAR dozrává a výroba se rozšiřuje, náklady klesají, což umožňuje začlenit tyto systémy do širší škály vozidel, včetně modelů střední třídy. Očekává se, že tato demokratizace technologie LiDAR urychlí zavádění pokročilých bezpečnostních a autonomních funkcí řízení na celém automobilovém trhu.
LIDARy na trhu jsou dnes většinou 905nm a 1550nm/1535nm, ale z hlediska ceny má 905nm výhodu.
· 905nm LiDARSystémy LiDAR s vlnovou délkou 905 nm jsou obecně levnější díky široké dostupnosti komponentů a vyspělým výrobním procesům spojeným s touto vlnovou délkou. Tato cenová výhoda činí LiDAR s vlnovou délkou 905 nm atraktivním pro aplikace, kde jsou dosah a bezpečnost očí méně kritické.
· LiDAR 1550/1535 nmSoučásti pro systémy 1550/1535 nm, jako jsou lasery a detektory, bývají dražší, částečně proto, že technologie je méně rozšířená a komponenty jsou složitější. Výhody z hlediska bezpečnosti a výkonu však mohou ospravedlnit vyšší náklady u některých aplikací, zejména u autonomního řízení, kde je detekce na dlouhé vzdálenosti a bezpečnost prvořadá.
[Odkaz:Přečtěte si více o srovnání LiDAR s vlnovými délkami 905 nm a 1550 nm/1535 nm]
4. Zvýšená bezpečnost a vylepšený systém ADAS
Technologie LiDAR výrazně zvyšuje výkon pokročilých asistenčních systémů pro řidiče (ADAS) a poskytuje vozidlům přesné mapování prostředí. Tato přesnost zlepšuje bezpečnostní prvky, jako je předcházení kolizím, detekce chodců a adaptivní tempomat, a posouvá tak automobilový průmysl blíže k dosažení plně autonomního řízení.
Často kladené otázky
Ve vozidlech vysílají senzory LIDAR světelné impulsy, které se odrážejí od objektů a vracejí se k senzoru. Doba, za kterou se impulsy vrátí, se používá k výpočtu vzdálenosti k objektům. Tato informace pomáhá vytvořit podrobnou 3D mapu okolí vozidla.
Typický automobilový LIDAR systém se skládá z laseru pro vyzařování světelných impulsů, skeneru a optiky pro směrování impulsů, fotodetektoru pro zachycení odraženého světla a procesorové jednotky pro analýzu dat a vytvoření 3D reprezentace prostředí.
Ano, LIDAR dokáže detekovat pohybující se objekty. Měřením změny polohy objektů v čase dokáže LIDAR vypočítat jejich rychlost a trajektorii.
LIDAR je integrován do bezpečnostních systémů vozidel, aby vylepšil funkce, jako je adaptivní tempomat, předcházení kolizím a detekce chodců, a to tím, že poskytuje přesné a spolehlivé měření vzdálenosti a detekci objektů.
Neustálý vývoj v automobilové technologii LIDAR zahrnuje zmenšování velikosti a nákladů na systémy LIDAR, zvyšování jejich dosahu a rozlišení a jejich hladší integraci do designu a funkčnosti vozidel.
[odkaz:Klíčové parametry LIDAR laseru]
Pulzní vláknový laser s vlnovou délkou 1,5 μm je typ laserového zdroje používaného v automobilových systémech LIDAR, který vyzařuje světlo o vlnové délce 1,5 mikrometru (μm). Generuje krátké pulzy infračerveného světla, které se používají k měření vzdáleností odrážením od objektů a návratem do senzoru LIDAR.
Vlnová délka 1,5 μm se používá, protože nabízí dobrou rovnováhu mezi bezpečností pro oči a pronikáním do atmosféry. Lasery v tomto rozsahu vlnových délek s menší pravděpodobností poškodí lidské oči než lasery vyzařující na kratších vlnových délkách a mohou dobře fungovat v různých povětrnostních podmínkách.
I když lasery s vlnovou délkou 1,5 μm dosahují v mlze a dešti lepších výsledků než viditelné světlo, jejich schopnost pronikat atmosférickými překážkami je stále omezená. Výkon v nepříznivých povětrnostních podmínkách je obecně lepší než u laserů s kratší vlnovou délkou, ale není tak účinný jako u laserů s delší vlnovou délkou.
I když pulzní vláknové lasery s vlnovou délkou 1,5 μm mohou zpočátku zvýšit náklady na systémy LIDAR kvůli své sofistikované technologii, očekává se, že pokrok ve výrobě a úspory z rozsahu náklady časem sníží. Jejich výhody z hlediska výkonu a bezpečnosti jsou považovány za ospravedlnění investice. Vynikající výkon a vylepšené bezpečnostní prvky, které pulzní vláknové lasery s vlnovou délkou 1,5 μm poskytují, z nich činí užitečnou investici do automobilových systémů LIDAR..