Automotive LiDAR baggrund
Fra 2015 til 2020 udstedte landet flere relaterede politikker med fokus på 'intelligente forbundne køretøjer'og'autonome køretøjer'. I begyndelsen af 2020 udsendte Nationen to planer: Intelligent Vehicle Innovation and Development Strategy og Automobile Driving Automation Classification, for at afklare den strategiske position og fremtidige udviklingsretning for autonom kørsel.
Yole Development, et verdensomspændende konsulentfirma, udgav en industriforskningsrapport forbundet med 'Lidar for Automotive and Industrial Applications', nævnte, at lidar-markedet på automotive-området kan nå op på 5,7 milliarder US-dollars i 2026, og det forventes, at den sammensatte årlige vækstraten kan vokse til mere end 21% i de næste fem år.
Hvad er Automotive LiDAR?
LiDAR, forkortelse for Light Detection and Ranging, er en revolutionerende teknologi, der har transformeret bilindustrien, især inden for selvkørende køretøjer. Den fungerer ved at udsende lysimpulser - normalt fra en laser - mod målet og måle den tid, det tager for lyset at hoppe 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 kæmpe under visse forhold, såsom svagt lys eller direkte sollys, giver LiDAR-sensorer pålidelige data i en række forskellige lys- og vejrforhold. Ydermere tillader LiDARs evne til at måle afstande nøjagtigt at detektere objekter, deres størrelse og endda deres hastighed, hvilket er afgørende for at navigere i komplekse kørescenarier.
LiDAR arbejdsprincip flowdiagram
LiDAR-applikationer i automatisering:
LiDAR (Light Detection and Ranging)-teknologi i bilindustrien er primært fokuseret på at forbedre køresikkerheden og fremme autonome kørselsteknologier. Dens kerneteknologi,Flyvetidspunkt (ToF), virker ved at udsende laserimpulser og beregne den tid, det tager for disse impulser at blive reflekteret tilbage fra forhindringer. Denne metode producerer meget nøjagtige "punktsky"-data, som kan skabe detaljerede tredimensionelle kort af miljøet omkring køretøjet med præcision på centimeterniveau, hvilket giver en usædvanlig nøjagtig rumlig genkendelseskapacitet for biler.
Anvendelsen af LiDAR-teknologi i bilindustrien er hovedsageligt koncentreret om 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.
Advanced Driver Assistance Systems (ADAS):Inden for førerassistance bruges LiDAR til at forbedre køretøjets sikkerhedsfunktioner, herunder adaptiv fartpilot, nødbremsning, fodgængergenkendelse og funktioner til at undgå forhindringer.
Køretøjsnavigation og positionering:De højpræcisions 3D-kort genereret af LiDAR kan forbedre køretøjets positioneringsnøjagtighed betydeligt, især i bymiljøer, hvor GPS-signaler er begrænsede.
Trafikovervågning og -styring:LiDAR kan bruges til at overvåge og analysere trafikstrømmen, og hjælpe bytrafiksystemer med at optimere signalstyring og reducere trængsel.
Til fjernmåling, afstandsmåling, automatisering og DTS osv.
Har du brug for en gratis konsultation?
Tendenser i retning af Automotive LiDAR
1. LiDAR Miniaturisering
Bilindustriens traditionelle opfattelse er, at autonome køretøjer ikke bør adskille sig i udseende fra konventionelle biler for at opretholde køreglæde og effektiv aerodynamik. Dette perspektiv har drevet tendensen til at miniaturisere LiDAR-systemer. Det fremtidige ideal er, at LiDAR er lille nok til at blive integreret problemfrit i køretøjets karrosseri. Dette betyder at minimere eller endda eliminere mekaniske roterende dele, et skift, der stemmer overens med industriens gradvise bevægelse væk fra nuværende laserstrukturer mod solid-state LiDAR-løsninger. Solid-state LiDAR, blottet for 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 autonome kørselsteknologier har udviklet sig i de seneste år, er nogle LiDAR-producenter begyndt at samarbejde med leverandører af autodele for at udvikle løsninger, der integrerer LiDAR i dele af køretøjet, såsom forlygter. Denne integration tjener ikke kun til at skjule LiDAR-systemerne og opretholder køretøjets æstetiske appel, men udnytter også den strategiske placering til at optimere LiDAR's synsfelt og funktionalitet. For passagerkøretøjer kræver visse ADAS-funktioner (Advanced Driver Assistance Systems) at LiDAR fokuserer på bestemte vinkler i stedet for at give et 360°-udsyn. For højere niveauer af autonomi, såsom niveau 4, kræver sikkerhedshensyn dog et 360° horisontalt synsfelt. Dette forventes at føre til flerpunktskonfigurationer, der sikrer fuld dækning omkring køretøjet.
3.Omkostningsreduktion
Efterhånden som LiDAR-teknologien modnes og produktionen skalerer, falder omkostningerne, hvilket gør det muligt at inkorporere disse systemer i et bredere udvalg af køretøjer, herunder mellemklassemodeller. Denne demokratisering af LiDAR-teknologi forventes at fremskynde indførelsen af avancerede sikkerheds- og autonome kørselsfunktioner på tværs af bilmarkedet.
LIDAR'erne på markedet i dag er for det meste 905nm og 1550nm/1535nm LIDAR'er, men prismæssigt har 905nm fordelen.
· 905nm LiDAR: Generelt er 905nm LiDAR-systemer billigere på grund af den udbredte tilgængelighed af komponenter og de modne fremstillingsprocesser forbundet med denne bølgelængde. Denne omkostningsfordel gør 905nm LiDAR attraktiv til applikationer, hvor rækkevidde og øjensikkerhed er mindre kritisk.
· 1550/1535nm LiDAR: Komponenterne til 1550/1535nm-systemer, såsom lasere og detektorer, har en tendens til at være dyrere, blandt andet 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 applikationer, især ved 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-teknologien forbedrer ydeevnen af Advanced Driver-Assistance Systems (ADAS) markant, hvilket giver køretøjer præcise miljøkortlægningsmuligheder. Denne præcision forbedrer sikkerhedsfunktioner såsom undgåelse af kollisioner, registrering af fodgængere og adaptiv fartpilot, hvilket skubber industrien tættere på at opnå fuld autonom kørsel.
Ofte stillede spørgsmål
I køretøjer udsender LIDAR-sensorer lysimpulser, der preller af genstande og vender tilbage til sensoren. Den tid, det tager for impulserne 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 automotive LIDAR-system består af en laser til at udsende lysimpulser, en scanner og optik til at dirigere impulserne, en fotodetektor til at fange det reflekterede lys og en behandlingsenhed til at analysere dataene og skabe en 3D-repræsentation af miljøet.
Ja, LIDAR kan registrere bevægelige genstande. Ved at måle ændringen i objekters position over tid, kan LIDAR beregne deres hastighed og bane.
LIDAR er integreret i køretøjets sikkerhedssystemer for at forbedre funktioner såsom adaptiv fartpilot, kollisionsforebyggelse og fodgængerdetektion ved at give nøjagtige og pålidelige afstandsmålinger og objektdetektering.
Løbende udviklinger inden for LIDAR-teknologi til biler omfatter reduktion af størrelsen og omkostningerne ved LIDAR-systemer, udvidelse af deres rækkevidde og opløsning og integration af dem mere problemfrit i køretøjers design og funktionalitet.
[forbindelse:Nøgleparametre for LIDAR Laser]
En 1,5 μm pulseret fiberlaser er en type laserkilde, der bruges i automotive LIDAR-systemer, der udsender lys ved en bølgelængde på 1,5 mikrometer (μm). Den genererer korte impulser af infrarødt lys, der bruges til at måle afstande ved at hoppe af genstande og vende tilbage til LIDAR-sensoren.
Bølgelængden på 1,5 μm bruges, fordi den giver en god balance mellem øjensikkerhed og atmosfærisk penetrering. Lasere i dette bølgelængdeområde er mindre tilbøjelige til at forårsage skade på menneskelige øjne end dem, der udsender ved kortere bølgelængder og kan fungere godt under forskellige vejrforhold.
Mens 1,5 μm lasere yder bedre end synligt lys i tåge og regn, er deres evne til at trænge igennem atmosfæriske forhindringer stadig begrænset. Ydeevne under ugunstige vejrforhold er generelt bedre end lasere med kortere bølgelængde, men ikke så effektive som muligheder for længere bølgelængder.
Mens 1,5 μm pulserede fiberlasere i første omgang 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 anses for at retfærdiggøre investeringen. Den overlegne ydeevne og forbedrede sikkerhedsfunktioner fra 1,5 μm pulserende fiberlasere gør dem til en værdifuld investering til automotive LIDAR-systemer.