Autóipari LiDAR háttér
2015 és 2020 között az ország számos kapcsolódó politikát adott ki, amelyek középpontjában a „intelligens összekapcsolt járművek'és'autonóm járművek'. 2020 elején a Nemzet két tervet adott ki: az Intelligens Jármű Innovációs és Fejlesztési Stratégiát és az Autóvezetés Automatizálási Osztályozást, hogy tisztázza az autonóm vezetés stratégiai helyzetét és jövőbeli fejlesztési irányát.
A Yole Development, a világméretű tanácsadó cég a „Lidar for Automotive and Industrial Applications”-hoz kapcsolódóan publikált egy iparági kutatási jelentést, amelyben megemlítette, hogy az autóipar területén a lidar piac 2026-ra elérheti az 5,7 milliárd dollárt, várhatóan az összetett éves növekedési üteme több mint 21%-ra nőhet a következő öt évben.
Mi az az Automotive LiDAR?
A LiDAR, a Light Detection and Ranging rövidítése, egy forradalmi technológia, amely átalakította az autóipart, különösen az autonóm járművek birodalmában. Úgy működik, hogy fényimpulzusokat bocsát ki – általában lézerből – a cél felé, és méri azt az időt, amely alatt a fény visszaverődik az érzékelőhöz. Ezeket az adatokat azután a jármű körüli környezet részletes, háromdimenziós térképeinek elkészítéséhez használják fel.
A LiDAR rendszerek a pontosságukról és a tárgyak nagy pontosságú észlelésére való képességükről híresek, így az autonóm vezetés nélkülözhetetlen eszközei. Ellentétben azokkal a kamerákkal, amelyek a látható fényre támaszkodnak, és bizonyos körülmények között – például gyenge fényben vagy közvetlen napfényben – nehézségekkel küzdenek, a LiDAR érzékelők megbízható adatokat szolgáltatnak különféle megvilágítási és időjárási körülmények között. Ezenkívül a LiDAR képessége a távolságok pontos mérésére lehetővé teszi a tárgyak, azok méretének, sőt sebességének észlelését is, ami kulcsfontosságú az összetett vezetési forgatókönyvekben való navigáláshoz.
LiDAR működési elv folyamatábra
LiDAR alkalmazások az automatizálásban:
A LiDAR (Light Detection and Ranging) technológia az autóiparban elsősorban a vezetési biztonság fokozására és az autonóm vezetési technológiák fejlesztésére összpontosít. Alaptechnológiája,Repülési idő (ToF), úgy működik, hogy lézerimpulzusokat bocsát ki, és kiszámítja azt az időt, amely alatt ezek az impulzusok visszaverődnek az akadályokról. Ezzel a módszerrel rendkívül pontos „pontfelhő” adatok állíthatók elő, amelyek részletes, háromdimenziós térképeket készíthetnek a jármű körüli környezetről centiméteres pontossággal, kivételesen pontos térfelismerési képességet kínálva az autók számára.
A LiDAR technológia alkalmazása az autóiparban főként a következő területekre összpontosul:
Önálló vezetési rendszerek:A LiDAR az egyik kulcsfontosságú technológia az autonóm vezetés haladó szintjének elérésében. Pontosan érzékeli a jármű körüli környezetet, beleértve a többi járművet, a gyalogosokat, a közúti jelzéseket és az útviszonyokat, így segíti az autonóm vezetési rendszereket a gyors és pontos döntések meghozatalában.
Advanced Driver Assistance Systems (ADAS):A vezetői segítségnyújtás területén a LiDAR-t a jármű biztonsági funkcióinak javítására használják, beleértve az adaptív sebességtartó automatikát, a vészfékezést, a gyalogosészlelést és az akadályelkerülési funkciókat.
A jármű navigációja és helymeghatározása:A LiDAR által generált nagy pontosságú 3D térképek jelentősen javíthatják a jármű helymeghatározási pontosságát, különösen városi környezetben, ahol a GPS jelek korlátozottak.
Forgalomfigyelés és forgalomirányítás:A LiDAR felhasználható a forgalom figyelésére és elemzésére, segítve a városi közlekedési rendszereket a jelvezérlés optimalizálásában és a torlódások csökkentésében.
Távérzékeléshez, távolságméréshez, automatizáláshoz és DTS-hez stb.
Ingyenes konzultációra van szüksége?
Trends Towards Automotive LiDAR
1. LiDAR miniatürizálás
Az autóipar hagyományos nézete szerint az autonóm járművek megjelenésében nem különbözhetnek a hagyományos autóktól, hogy megőrizzék a vezetési élményt és a hatékony aerodinamikát. Ez a perspektíva ösztönözte a LiDAR-rendszerek miniatürizálására irányuló tendenciát. A jövő ideális 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 lézerszerkezetektől 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
Az autonóm vezetési technológiák fejlődésével az elmúlt években néhány LiDAR-gyártó együttműködésbe kezdett az autóalkatrész-beszállítókkal, hogy olyan megoldásokat dolgozzanak ki, amelyek integrálják a LiDAR-t a jármű részeibe, például a fényszórókba. Ez az integráció nemcsak a LiDAR-rendszerek elrejtésére szolgál, megőrizve a jármű esztétikai vonzerejét, hanem a stratégiai elhelyezést is kihasználja a LiDAR látómezőjének és funkcionalitásának optimalizálása érdekében. Személygépjárművek esetében az Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) bizonyos funkciói megkövetelik, hogy a LiDAR bizonyos szögekre fókuszáljon ahelyett, hogy 360°-os nézetet biztosítana. A magasabb szintű autonómia eléréséhez, például a 4. szinthez, a biztonsági megfontolások 360°-os vízszintes látómezőt tesznek szükségessé. Ez várhatóan többpontos konfigurációkat eredményez, amelyek teljes lefedettséget biztosítanak a jármű körül.
3.Költségcsökkentés
A LiDAR technológia érlelődésével és a gyártási méretek növekedésével a költségek csökkennek, ami lehetővé teszi, hogy ezeket a rendszereket a járművek szélesebb körébe építsék be, beleértve a középkategóriás modelleket is. A LiDAR technológia ezen demokratizálódása várhatóan felgyorsítja a fejlett biztonsági és autonóm vezetési funkciók bevezetését az autóipari piacon.
A jelenleg piacon lévő LIDAR-ok többnyire 905 nm-es és 1550 nm/1535 nm-es LIDAR-ok, de a költségek szempontjából a 905 nm-nek van előnye.
· 905 nm LiDAR: A 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 alkalmazásokban, ahol a hatótávolság és a szem biztonsága kevésbé kritikus.
· 1550/1535 nm LiDAR: Az 1550/1535 nm-es rendszerek alkatrészei, mint például a lézerek és detektorok, általában drágábbak, részben azért, mert a technológia kevésbé elterjedt, és az alkatrészek összetettebbek. Mindazonáltal a biztonság és a teljesítmény terén megnyilvánuló előnyök indokolhatják bizonyos alkalmazások magasabb költségeit, különösen az autonóm vezetésnél, ahol a nagy távolságú észlelés és a biztonság a legfontosabb.
[Link:További információ a 905 nm és 1550 nm/1535 nm LiDAR összehasonlításáról]
4. Megnövelt biztonság és továbbfejlesztett ADAS
A LiDAR technológia jelentősen javítja az Advanced Driver-Assistance Systems (ADAS) teljesítményét, precíz környezeti térképezési képességet biztosítva a járművek számára. Ez a precizitás javítja az olyan biztonsági funkciókat, mint az ütközés elkerülése, a gyalogosészlelés és az adaptív sebességtartó automatika, így közelebb kerül az iparág 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 az objektumok távolságának kiszámításához használják. Ez az információ segít részletes 3D-s térkép létrehozásában a jármű környezetéről.
Egy tipikus autóipari LIDAR rendszer a fényimpulzusokat kibocsátó lézerből, az impulzusokat irányító szkennerből és optikából, a visszavert fény rögzítésére szolgáló fotodetektorból, valamint az adatok elemzésére és a környezet 3D-s ábrázolására szolgáló feldolgozó egységből áll.
Igen, a LIDAR képes érzékelni a mozgó tárgyakat. Az objektumok helyzetének időbeli változásának mérésével a LIDAR kiszámíthatja sebességüket és pályájukat.
A LIDAR a jármű biztonsági rendszereibe integrálva, pontos és megbízható távolságmérés és tárgyérzékelés révén javítja az olyan funkciókat, mint az adaptív sebességtartó automatika, az ütközések elkerülése és a gyalogosészlelés.
Az autóipari LIDAR technológia folyamatos fejlesztései közé tartozik a LIDAR rendszerek méretének és költségének csökkentése, hatótávolságuk és felbontásuk növelése, valamint a járművek tervezésébe és funkcionalitásába való zökkenőmentesebb integrálása.
[link:A LIDAR Laser fő paraméterei]
Az 1,5 μm-es impulzusos szálas lézer az autóipari LIDAR rendszerekben használt lézerforrás típusa, amely 1,5 mikrométer (μm) hullámhosszú fényt bocsát ki. Rövid infravörös fényimpulzusokat generál, amelyeket a távolságok mérésére használnak a tárgyakról visszapattanva, és visszatérve a LIDAR érzékelőhöz.
Az 1,5 μm-es hullámhosszt azért használják, mert jó egyensúlyt biztosít a szem biztonsága és a légköri áthatolás között. Az ebben a hullámhossz-tartományban lévő lézerek kisebb valószínűséggel károsítják az emberi szemet, mint a rövidebb hullámhosszon kibocsátó lézerek, 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 áthatolási képességük még mindig korlátozott. A teljesítmény kedvezőtlen időjárási körülmények között általában jobb, mint a rövidebb hullámhosszú lézerek, de nem olyan hatékony, mint a hosszabb hullámhosszú opciók.
Míg az 1,5 μm-es impulzusos szálas lézerek kifinomult technológiájuk miatt kezdetben növelhetik a LIDAR rendszerek költségeit, a gyártás fejlődése és a méretgazdaságosság várhatóan idővel csökkenti a költségeket. A teljesítmény és a biztonság terén nyújtott előnyeik indokolják a befektetést. Az 1,5 μm-es impulzusos szálas lézerek kiváló teljesítménye és fokozott biztonsági jellemzői megtérülő befektetést jelentenek az autóipari LIDAR rendszerekben.