Autóipari LiDAR háttér
2015 és 2020 között az ország számos kapcsolódó politikát adott ki, amelyek a következőkre összpontosítottak:intelligens, összekapcsolt járművek' és 'önvezető járművek„2020 elején az ország két tervet adott ki: az Intelligens Jármű Innovációs és Fejlesztési Stratégiát, valamint a Gépjármű Vezetési Automatizálási Osztályozást, hogy tisztázza az önvezető autók stratégiai helyzetét és jövőbeli fejlesztési irányát.
A Yole Development, egy világszerte működő tanácsadó cég, közzétett egy iparági kutatási jelentést az „Lidar autóipari és ipari alkalmazásokhoz” témában, amelyben megemlítette, hogy a lidar piac az autóiparban 2026-ra elérheti az 5,7 milliárd amerikai dollárt, és várhatóan az összetett éves növekedési ütem a következő öt évben meghaladhatja a 21%-ot.
Mi az az autóipari LiDAR?
A LiDAR, a Light Detection and Ranging (fényérzékelés és távolságmérés) rövidítése, egy forradalmi technológia, amely átalakította az autóipart, különösen az önvezető járművek területén. Úgy működik, hogy fényimpulzusokat – általában lézert – bocsát ki a célpont felé, és méri a fény érzékelőhöz való visszaverődésének idejét. Ezeket az adatokat ezután felhasználják a jármű körüli környezet részletes háromdimenziós térképeinek létrehozására.
A LiDAR rendszerek híresek pontosságukról és a tárgyak nagy pontosságú észlelésének képességéről, így nélkülözhetetlen eszközei az önvezető autóknak. A látható fényre támaszkodó és bizonyos körülmények között, például gyenge fényviszonyok vagy közvetlen napfény mellett nehezen működő kamerákkal ellentétben a LiDAR érzékelők megbízható adatokat szolgáltatnak különféle fény- és időjárási körülmények között. Továbbá a LiDAR távolságmérési képessége lehetővé teszi a tárgyak, méretük és akár sebességük észlelését is, ami kulcsfontosságú az összetett vezetési helyzetekben való navigáláshoz.
LiDAR működési elv folyamatábrája
LiDAR alkalmazások az automatizálásban:
Az autóiparban a LiDAR (fényérzékelés és -távolságmérés) technológia elsősorban a vezetési biztonság javítására és az önvezető technológiák fejlesztésére összpontosít. Fő technológiája,Repülési idő (ToF), lézerimpulzusok kibocsátásával és az akadályokról való visszaverődésükhöz szükséges idő kiszámításával működik. Ez a módszer nagy pontosságú „pontfelhő” adatokat állít elő, amelyekkel centiméteres pontossággal készíthető részletes, háromdimenziós térkép a jármű körüli környezetről, kivételesen pontos térfelismerési képességet biztosítva az autók számára.
A LiDAR technológia alkalmazása az autóiparban főként a következő területekre koncentrálódik:
Autonóm vezetési rendszerek:A LiDAR az egyik kulcsfontosságú technológia az önvezető autók fejlett szintjének eléréséhez. Pontosan érzékeli a jármű körüli környezetet, beleértve a többi járművet, a gyalogosokat, a közlekedési táblákat és az útviszonyokat, így segíti az önvezető rendszereket a gyors és pontos döntéshozatalban.
Fejlett vezetéstámogató rendszerek (ADAS):A vezetéstámogató rendszerek terén a LiDAR-t a járművek biztonsági funkcióinak javítására használják, beleértve az adaptív sebességtartó automatikát, a vészfékezést, a gyalogosészlelést és az akadályok elkerülését.
Járműnavigáció és pozicionálás:A LiDAR által generált nagy pontosságú 3D-s térképek jelentősen növelhetik a járművek pozicionálásának pontosságát, különösen városi környezetben, ahol a GPS-jelek korlátozottak.
Forgalomfelügyelet és -irányítás:A LiDAR felhasználható a forgalomáramlás monitorozására és elemzésére, segítve a városi közlekedési rendszereket a jelzőlámpák vezérlésének optimalizálásában és a torlódások csökkentésében.
Távérzékeléshez, távolságméréshez, automatizáláshoz és DTS-hez stb.
Ingyenes konzultációra van szüksége?
Trendek az autóipari LiDAR felé
1. LiDAR miniatürizálás
Az autóipar hagyományos nézete szerint az önvezető járművek megjelenésükben nem különbözhetnek a hagyományos autóktól a vezetési élmény és a hatékony aerodinamika megőrzése érdekében. Ez a perspektíva indította el a LiDAR rendszerek miniatürizálásának trendjét. A jövő ideálja az, hogy a LiDAR elég kicsi legyen ahhoz, hogy zökkenőmentesen integrálható legyen a jármű karosszériájába. Ez a mechanikus forgó alkatrészek minimalizálását vagy akár megszüntetését jelenti, ami összhangban van az iparág fokozatos elmozdulásával a jelenlegi lézeres szerkezetektől a szilárdtest LiDAR megoldások felé. A mozgó alkatrészektől mentes szilárdtest LiDAR kompakt, megbízható és tartós megoldást kínál, amely jól illeszkedik a modern járművek esztétikai és funkcionális követelményeihez.
2. Beágyazott LiDAR megoldások
Ahogy az önvezető technológiák az elmúlt években fejlődtek, egyes LiDAR-gyártók együttműködni kezdtek autóipari alkatrész-beszállítókkal olyan megoldások kidolgozásában, amelyek a LiDAR-t a jármű egyes részeibe, például a fényszórókba integrálják. Ez az integráció nemcsak a LiDAR rendszerek elrejtését szolgálja, megőrizve a jármű esztétikai vonzerejét, hanem a stratégiai elhelyezést is kihasználja a LiDAR látómezőjének és funkcionalitásának optimalizálására. Személygépjárművek esetében bizonyos fejlett vezetéstámogató rendszerek (ADAS) funkciói megkövetelik, hogy a LiDAR meghatározott szögekre fókuszáljon a 360°-os nézet biztosítása helyett. A magasabb szintű autonómiához, például a 4. szinthez azonban a biztonsági megfontolások 360°-os vízszintes látómezőt tesznek szükségessé. Ez várhatóan többpontos konfigurációkhoz vezet, amelyek biztosítják a jármű körüli teljes lefedettséget.
3.Költségcsökkentés
Ahogy a LiDAR technológia fejlődik és a gyártás mérete növekszik, a költségek csökkennek, így lehetővé válik ezen rendszerek beépítése a járművek szélesebb skálájába, beleértve a középkategóriás modelleket is. A LiDAR technológia demokratizálódása várhatóan felgyorsítja a fejlett biztonsági és önvezető funkciók elterjedését az egész autóipari piacon.
A piacon kapható LIDAR-ok többnyire 905 nm-es és 1550 nm-es/1535 nm-es LIDAR-ok, de költség szempontjából a 905 nm-esnek van előnye.
· 905 nm-es LiDARA 905 nm-es LiDAR rendszerek általában olcsóbbak az alkatrészek széles körű elérhetősége és az ehhez a hullámhosszhoz kapcsolódó kiforrott gyártási folyamatok miatt. Ez a költségelőny vonzóvá teszi a 905 nm-es LiDAR-t olyan alkalmazásokhoz, ahol a hatótávolság és a szem biztonsága kevésbé kritikus fontosságú.
· 1550/1535 nm-es LiDARAz 1550/1535 nm-es rendszerek alkatrészei, mint például a lézerek és a detektorok, általában drágábbak, részben azért, mert a technológia kevésbé elterjedt, és az alkatrészek összetettebbek. A biztonság és a teljesítmény szempontjából nyújtott előnyök azonban bizonyos alkalmazásoknál indokolttá tehetik a magasabb költségeket, különösen az önvezető autók esetében, ahol a nagy hatótávolságú érzékelés és a biztonság kiemelkedő fontosságú.
[Link:További információ a 905 nm-es és az 1550 nm-es/1535 nm-es LiDAR összehasonlításáról]
4. Fokozott biztonság és továbbfejlesztett ADAS
A LiDAR technológia jelentősen javítja a fejlett vezetéstámogató rendszerek (ADAS) teljesítményét, precíz környezeti térképezési képességeket biztosítva a járműveknek. Ez a pontosság javítja az olyan biztonsági funkciókat, mint az ütközésmegelőzés, a gyalogosfelismerés és az adaptív sebességtartó automatika, közelebb mozdítva az iparágat a teljesen autonóm vezetés megvalósításához.
GYIK
A járművekben a LIDAR érzékelők fényimpulzusokat bocsátanak ki, amelyek visszaverődnek a tárgyakról, és visszatérnek az érzékelőhöz. Az impulzusok visszatéréséhez szükséges időt használják a tárgyak távolságának kiszámításához. Ez az információ segít a jármű környezetének részletes 3D-s térképének létrehozásában.
Egy tipikus autóipari LIDAR rendszer egy fényimpulzusokat kibocsátó lézerből, egy szkennerből és az impulzusokat irányító optikából, egy fotodetektorból a visszavert fény befogására, valamint egy feldolgozó egységből áll, amely elemzi az adatokat és a környezet 3D-s ábrázolását hozza létre.
Igen, a LIDAR képes mozgó objektumok észlelésére. A tárgyak helyzetének időbeli változásának mérésével a LIDAR kiszámíthatja azok sebességét és pályáját.
A LIDAR-t a járművek biztonsági rendszereibe integrálják, hogy olyan funkciókat fejlesszenek ki, mint az adaptív sebességtartó automatika, az ütközésmegelőzés és a gyalogosészlelés azáltal, hogy pontos és megbízható távolságmérést és tárgyészlelést biztosítanak.
Az autóipari LIDAR technológia folyamatos fejlesztései magukban foglalják a LIDAR rendszerek méretének és költségének csökkentését, hatótávolságuk és felbontásuk növelését, valamint a járművek tervezésébe és funkcionalitásába való zökkenőmentesebb integrálásukat.
Az 1,5 μm-es impulzusos száloptikás lézer egy olyan lézerforrás, amelyet az autóipari LIDAR rendszerekben használnak, és 1,5 mikrométer (μm) hullámhosszú fényt bocsát ki. Rövid infravörös fényimpulzusokat generál, amelyeket a tárgyakról visszaverődő és a LIDAR érzékelőbe visszatérő fény segítségével távolságok mérésére használnak.
Az 1,5 μm-es hullámhosszt azért használják, mert jó egyensúlyt kínál a szem védelme és a légköri behatolás között. Az ebben a hullámhossztartományban lévő lézerek kevésbé valószínű, hogy károsítják az emberi szemet, mint a rövidebb hullámhosszon kibocsátók, és jól teljesítenek különböző időjárási körülmények között.
Míg az 1,5 μm-es lézerek ködben és esőben jobban teljesítenek, mint a látható fény, a légköri akadályokon való áthatolásra való képességük továbbra is korlátozott. Kedvezőtlen időjárási körülmények között általában jobbak, mint a rövidebb hullámhosszú lézerek, de nem olyan hatékonyak, mint a hosszabb hullámhosszú opciók.
Míg az 1,5 μm-es impulzusos szálas lézerek kezdetben növelhetik a LIDAR rendszerek költségeit kifinomult technológiájuk miatt, a gyártási fejlesztések és a méretgazdaságosság várhatóan idővel csökkentik a költségeket. A teljesítmény és a biztonság szempontjából nyújtott előnyeik indokoltnak tekinthetők a befektetéssel kapcsolatban. Az 1,5 μm-es impulzusos szálas lézerek által nyújtott kiváló teljesítmény és fokozott biztonsági funkciók megéri befektetéssé teszik őket az autóipari LIDAR rendszerekbe..