Baggrund for LiDAR i bilindustrien
Fra 2015 til 2020 udstedte landet adskillige relaterede politikker med fokus på 'intelligente, forbundne køretøjer' og 'autonome køretøjerI begyndelsen af 2020 udsendte nationen to planer: Strategi for innovation og udvikling af intelligente køretøjer og Klassificering af automatiseret kørsel i biler for at præcisere den strategiske position og den fremtidige udviklingsretning for selvkørende kørsel.
Yole Development, et verdensomspændende konsulentfirma, har offentliggjort en brancheundersøgelsesrapport relateret til 'Lidar til bil- og industriapplikationer', hvori det nævnte, at lidarmarkedet inden for bilindustrien kan nå 5,7 milliarder amerikanske dollars i 2026, og det forventes, at den årlige vækstrate kan stige til mere end 21 % i løbet af de næste fem år.
Hvad er LiDAR til biler?
LiDAR, en forkortelse for Light Detection and Ranging, er en revolutionerende teknologi, der har transformeret bilindustrien, især inden for selvkørende køretøjer. Den fungerer ved at udsende lyspulser – normalt fra en laser – mod målet og måle den tid, det tager for lyset at vende tilbage til sensoren. Disse data bruges derefter til at skabe detaljerede tredimensionelle kort over miljøet omkring køretøjet.
LiDAR-systemer er kendt for deres præcision og evne til at detektere objekter med høj nøjagtighed, hvilket gør dem til et uundværligt værktøj til autonom kørsel. I modsætning til kameraer, der er afhængige af synligt lys og kan have problemer under visse forhold som svagt lys eller direkte sollys, leverer LiDAR-sensorer pålidelige data under en række forskellige lys- og vejrforhold. Derudover muliggør LiDARs evne til at måle afstande præcist detektering af objekter, deres størrelse og endda deres hastighed, hvilket er afgørende for at navigere i komplekse kørselsscenarier.
LiDAR-arbejdsprincip-flowdiagram
LiDAR-applikationer inden for automatisering:
LiDAR-teknologi (Light Detection and Ranging) i bilindustrien fokuserer primært på at forbedre køresikkerheden og fremme autonome køreteknologier. Dens kerneteknologi,Flyvetid (ToF), fungerer ved at udsende laserpulser og beregne den tid, det tager for disse pulser at blive reflekteret tilbage fra forhindringer. Denne metode producerer meget nøjagtige "punktsky"-data, som kan skabe detaljerede tredimensionelle kort over miljøet omkring køretøjet med centimeterpræcision, hvilket giver en exceptionelt nøjagtig rumlig genkendelsesfunktion for biler.
Anvendelsen af LiDAR-teknologi i bilsektoren er primært koncentreret inden for følgende områder:
Autonome køresystemer:LiDAR er en af nøgleteknologierne til at opnå avancerede niveauer af autonom kørsel. Den opfatter præcist miljøet omkring køretøjet, herunder andre køretøjer, fodgængere, vejskilte og vejforhold, og hjælper dermed autonome køresystemer med at træffe hurtige og præcise beslutninger.
Avancerede førerassistentsystemer (ADAS):Inden for førerassistance bruges LiDAR til at forbedre køretøjers sikkerhedsfunktioner, herunder adaptiv fartpilot, nødbremsning, fodgængerdetektion og funktioner til at undgå forhindringer.
Køretøjsnavigation og positionering:De højpræcisions 3D-kort, der genereres af LiDAR, kan forbedre køretøjers positioneringsnøjagtighed betydeligt, især i bymiljøer, hvor GPS-signaler er begrænsede.
Trafikovervågning og -styring:LiDAR kan bruges til at overvåge og analysere trafikflow, hvilket hjælper byens trafiksystemer med at optimere signalstyring og reducere trafikpropper.
Til fjernmåling, afstandsmåling, automatisering og DTS osv.
Brug for en gratis konsultation?
Tendenser mod LiDAR i bilindustrien
1. LiDAR-miniaturisering
Bilindustriens traditionelle synspunkt er, at autonome køretøjer ikke bør afvige i udseende fra konventionelle biler for at bevare køreglæde og effektiv aerodynamik. Dette perspektiv har drevet tendensen mod miniaturisering af LiDAR-systemer. Det fremtidige ideal er, at LiDAR er lille nok til at blive integreret problemfrit i køretøjets karosseri. Dette betyder at minimere eller endda eliminere mekaniske roterende dele, et skift, der stemmer overens med branchens gradvise bevægelse væk fra nuværende laserstrukturer hen imod solid-state LiDAR-løsninger. Solid-state LiDAR, uden bevægelige dele, tilbyder en kompakt, pålidelig og holdbar løsning, der passer godt ind i de æstetiske og funktionelle krav til moderne køretøjer.
2. Indlejrede LiDAR-løsninger
I takt med at teknologier til selvkørende biler har udviklet sig i de senere år, er nogle LiDAR-producenter begyndt at samarbejde med leverandører af bildele for at udvikle løsninger, der integrerer LiDAR i dele af køretøjet, såsom forlygter. Denne integration tjener ikke kun til at skjule LiDAR-systemerne og dermed bevare køretøjets æstetiske appel, men udnytter også den strategiske placering til at optimere LiDAR'ens synsfelt og funktionalitet. For personbiler kræver visse funktioner i Advanced Driver Assistance Systems (ADAS), at LiDAR fokuserer på bestemte vinkler i stedet for at give et 360° synsfelt. For højere niveauer af autonomi, såsom niveau 4, nødvendiggør sikkerhedshensyn dog et 360° vandret synsfelt. Dette forventes at føre til flerpunktskonfigurationer, der sikrer fuld dækning omkring køretøjet.
3.Omkostningsreduktion
Efterhånden som LiDAR-teknologien modnes, og produktionen skaleres, falder omkostningerne, hvilket gør det muligt at integrere disse systemer i en bredere vifte af køretøjer, herunder mellemklassemodeller. Denne demokratisering af LiDAR-teknologi forventes at fremskynde implementeringen af avancerede sikkerheds- og autonome kørefunktioner på tværs af bilmarkedet.
LIDAR'erne på markedet i dag er hovedsageligt 905nm og 1550nm/1535nm LIDAR'er, men hvad angår omkostninger har 905nm en fordel.
· 905nm LiDARGenerelt er 905nm LiDAR-systemer billigere på grund af den udbredte tilgængelighed af komponenter og de modne fremstillingsprocesser, der er forbundet med denne bølgelængde. Denne omkostningsfordel gør 905nm LiDAR attraktiv til applikationer, hvor rækkevidde og øjensikkerhed er mindre kritiske.
· 1550/1535nm LiDARKomponenterne til 1550/1535nm-systemer, såsom lasere og detektorer, er typisk dyrere, dels fordi teknologien er mindre udbredt, og komponenterne er mere komplekse. Fordelene med hensyn til sikkerhed og ydeevne kan dog retfærdiggøre de højere omkostninger for visse anvendelser, især inden for autonom kørsel, hvor langdistancedetektion og sikkerhed er altafgørende.
[Forbindelse:Læs mere om sammenligningen mellem 905nm og 1550nm/1535nm LiDAR]
4. Øget sikkerhed og forbedret ADAS
LiDAR-teknologi forbedrer ydeevnen af Advanced Driver-Assistance Systems (ADAS) betydeligt og giver køretøjer præcise miljøkortlægningsfunktioner. Denne præcision forbedrer sikkerhedsfunktioner som kollisionsforebyggelse, fodgængerregistrering og adaptiv fartpilot, hvilket bringer branchen tættere på at opnå fuldt autonom kørsel.
Ofte stillede spørgsmål
I køretøjer udsender LIDAR-sensorer lyspulser, der reflekteres fra objekter og vender tilbage til sensoren. Den tid, det tager for pulserne at vende tilbage, bruges til at beregne afstanden til objekter. Disse oplysninger hjælper med at skabe et detaljeret 3D-kort over køretøjets omgivelser.
Et typisk LIDAR-system til biler består af en laser til at udsende lyspulser, en scanner og optik til at dirigere pulserne, en fotodetektor til at opfange det reflekterede lys og en processorenhed til at analysere dataene og skabe en 3D-repræsentation af miljøet.
Ja, LIDAR kan registrere objekter i bevægelse. Ved at måle ændringen i objekters position over tid kan LIDAR beregne deres hastighed og bane.
LIDAR er integreret i køretøjers sikkerhedssystemer for at forbedre funktioner som adaptiv fartpilot, kollisionsforebyggelse og fodgængerdetektion ved at levere nøjagtige og pålidelige afstandsmålinger og objektdetektion.
Den løbende udvikling inden for LIDAR-teknologi til biler omfatter reduktion af størrelsen og omkostningerne ved LIDAR-systemer, øgning af deres rækkevidde og opløsning og en mere problemfri integration af dem i køretøjers design og funktionalitet.
[forbindelse:Nøgleparametre for LIDAR-laser]
En 1,5 μm pulserende fiberlaser er en type laserkilde, der bruges i LIDAR-systemer i biler, og som udsender lys med en bølgelængde på 1,5 mikrometer (μm). Den genererer korte pulser af infrarødt lys, der bruges til at måle afstande ved at reflekteres fra objekter og vende tilbage til LIDAR-sensoren.
Bølgelængden på 1,5 μm anvendes, fordi den giver en god balance mellem øjensikkerhed og atmosfærisk penetration. Lasere i dette bølgelængdeområde er mindre tilbøjelige til at forårsage skade på menneskers øjne end dem, der udsender ved kortere bølgelængder, og de kan fungere godt under forskellige vejrforhold.
Selvom 1,5 μm lasere yder bedre end synligt lys i tåge og regn, er deres evne til at trænge igennem atmosfæriske forhindringer stadig begrænset. Ydeevnen under ugunstige vejrforhold er generelt bedre end lasere med kortere bølgelængde, men ikke så effektiv som lasere med længere bølgelængde.
Selvom 1,5 μm pulserende fiberlasere i starten kan øge omkostningerne ved LIDAR-systemer på grund af deres sofistikerede teknologi, forventes fremskridt inden for fremstilling og stordriftsfordele at reducere omkostningerne over tid. Deres fordele med hensyn til ydeevne og sikkerhed ses som berettigelse for investeringen. Den overlegne ydeevne og forbedrede sikkerhedsfunktioner, som 1,5 μm pulserende fiberlasere leverer, gør dem til en værdifuld investering til LIDAR-systemer til biler..