Sfondo di lidar automobilistico
Dal 2015 al 2020, il paese ha emesso diverse politiche correlate, concentrandosi su "Veicoli connessi intelligenti' E 'veicoli autonomi'. All'inizio del 2020, la nazione ha emesso due piani: strategia di innovazione e sviluppo di veicoli intelligenti e classificazione dell'automazione della guida automobilistica, per chiarire la posizione strategica e la direzione di sviluppo futura della guida autonoma.
Yole Development, una società di consulenza mondiale, ha pubblicato un rapporto di ricerca del settore associato al "Lidar for Automotive and Industrial Applications", ha affermato che il mercato Lidar nel campo automobilistico può raggiungere i 5,7 miliardi di dollari USA entro il 2026, si prevede che il tasso di crescita annuale composto potrebbe espandersi a più del 21% nei prossimi cinque anni.
Cos'è il Lidar automobilistico?
Lidar, l'abbreviazione del rilevamento e della gamma di luce, è una tecnologia rivoluzionaria che ha trasformato l'industria automobilistica, in particolare nel regno dei veicoli autonomi. Funziona emettendo impulsi di luce, di solito da un laser, per il bersaglio e misurando il tempo impiegato dalla luce per riprendersi al sensore. Questi dati vengono quindi utilizzati per creare mappe tridimensionali dettagliate dell'ambiente attorno al veicolo.
I sistemi LIDAR sono rinomati per la loro precisione e capacità di rilevare oggetti con alta precisione, rendendoli uno strumento indispensabile per la guida autonoma. A differenza delle telecamere che si basano sulla luce visibile e possono lottare in determinate condizioni come la luce solare in scarsa luce o diretta, i sensori lidar forniscono dati affidabili in una varietà di illuminazione e condizioni meteorologiche. Inoltre, la capacità di Lidar di misurare le distanze consente accuratamente il rilevamento di oggetti, le loro dimensioni e persino la loro velocità, il che è cruciale per la navigazione di scenari di guida complessi.
Diagramma di flusso del principio di lavoro lidar
Applicazioni lidar nell'automazione:
La tecnologia LIDAR (Detection and Ranging) nell'industria automobilistica si concentra principalmente sul miglioramento della sicurezza di guida e sull'avanzamento delle tecnologie di guida autonome. La sua tecnologia principale,Tempo di volo (TOF), opere emettendo impulsi laser e calcolando il tempo impiegato per riflettere questi impulsi dagli ostacoli. Questo metodo produce dati "Point Cloud" altamente accurati, che possono creare mappe tridimensionali dettagliate dell'ambiente attorno al veicolo con precisione di livello centimetro, offrendo una capacità di riconoscimento spaziale eccezionalmente accurata per le automobili.
L'applicazione della tecnologia LIDAR nel settore automobilistico è principalmente concentrata nelle seguenti aree:
Sistemi di guida autonomi:Lidar è una delle tecnologie chiave per raggiungere livelli avanzati di guida autonoma. Percepisce precisamente l'ambiente attorno al veicolo, inclusi altri veicoli, pedoni, segnali stradali e condizioni stradali, aiutando così i sistemi di guida autonomi a prendere decisioni rapide e accurate.
Sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS):Nel regno dell'assistenza alla guida, Lidar viene utilizzato per migliorare le caratteristiche di sicurezza dei veicoli, tra cui il controllo della velocità di crociera adattivo, la frenata di emergenza, il rilevamento pedonale e le funzioni di evitamento degli ostacoli.
Navigazione e posizionamento del veicolo:Le mappe 3D ad alta precisione generate da LIDAR possono migliorare significativamente l'accuratezza del posizionamento del veicolo, in particolare negli ambienti urbani in cui i segnali GPS sono limitati.
Monitoraggio e gestione del traffico:LIDAR può essere utilizzato per il monitoraggio e l'analisi del flusso di traffico, aiutando i sistemi di traffico cittadino nell'ottimizzazione del controllo del segnale e della riduzione della congestione.
Per telerilevamento, campo di rilevamento, automazione e DTS, ecc.
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Tendenze verso il Lidar automobilistico
1. Miniaturizzazione lidar
La visione tradizionale dell'industria automobilistica sostiene che i veicoli autonomi non dovrebbero differire nell'aspetto dalle auto convenzionali per mantenere il piacere di guida e l'aerodinamica efficiente. Questa prospettiva ha spinto la tendenza verso i sistemi lidar miniaturizzati. L'ideale futuro è che Lidar sia abbastanza piccolo da essere perfettamente integrato nel corpo del veicolo. Ciò significa ridurre al minimo o addirittura eliminare le parti rotanti meccaniche, uno spostamento che si allinea con il graduale allontanamento del settore dalle attuali strutture laser verso soluzioni lidar a stato solido. Il lidar a stato solido, privo di parti in movimento, offre una soluzione compatta, affidabile e duratura che si adatta bene ai requisiti estetici e funzionali dei veicoli moderni.
2. Soluzioni lidar incorporate
Poiché le tecnologie di guida autonome sono avanzate negli ultimi anni, alcuni produttori di lidar hanno iniziato a collaborare con i fornitori di parti automobilistiche per sviluppare soluzioni che integrano Lidar in parti del veicolo, come i fari. Questa integrazione non serve solo a nascondere i sistemi LIDAR, mantenendo il fascino estetico del veicolo, ma sfrutta anche il posizionamento strategico per ottimizzare il campo visivo e funzionalità del Lidar. Per i veicoli passeggeri, alcune funzioni di ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) richiedono che Lidar si concentri su angoli specifici anziché fornire una vista a 360 °. Tuttavia, per livelli più elevati di autonomia, come il livello 4, le considerazioni sulla sicurezza richiedono un campo visivo orizzontale a 360 °. Ciò dovrebbe portare a configurazioni multi-punto che garantiscono una copertura completa sul veicolo.
3.Riduzione dei costi
Man mano che la tecnologia Lidar matura e le scale di produzione, i costi sono in calo, rendendo possibile incorporare questi sistemi in una gamma più ampia di veicoli, compresi i modelli di fascia media. Questa democratizzazione della tecnologia LIDAR dovrebbe accelerare l'adozione di funzionalità di guida autonome e di guida autonome.
I lidari sul mercato oggi sono per lo più lidari di 905 nm e 1550nm/1535nm, ma in termini di costo, 905nm ha il vantaggio.
· Lidar da 905nm: In generale, i sistemi lidar da 905 nm sono meno costosi a causa della diffusa disponibilità di componenti e dei processi di produzione maturi associati a questa lunghezza d'onda. Questo vantaggio in termini di costi rende attraente il lidar da 905 nm per le applicazioni in cui la gamma e la sicurezza degli occhi sono meno critiche.
· 1550/1535nm Lidar: I componenti per i sistemi 1550/1535nm, come laser e rilevatori, tendono ad essere più costosi, in parte perché la tecnologia è meno diffusa e i componenti sono più complessi. Tuttavia, i benefici in termini di sicurezza e prestazioni possono giustificare il costo più elevato per alcune applicazioni, in particolare nella guida autonoma in cui il rilevamento e la sicurezza a lungo raggio sono fondamentali.
[Collegamento:Maggiori informazioni sul confronto tra 905nm e 1550nm/1535nm Lidar]
4. Aumento della sicurezza e ADAS migliorato
La tecnologia Lidar migliora in modo significativo le prestazioni dei sistemi avanzati di assistenza ai conducenti (ADA), fornendo ai veicoli capacità di mappatura ambientale precise. Questa precisione migliora le caratteristiche di sicurezza come l'evitamento delle collisioni, il rilevamento dei pedoni e il controllo della velocità di crociera adattiva, avvicinando l'industria al raggiungimento della guida completamente autonoma.
FAQ
Nei veicoli, i sensori lidar emettono impulsi di luce che rimbalzano sugli oggetti e tornano al sensore. Il tempo impiegato per il ritorno degli impulsi viene utilizzato per calcolare la distanza dagli oggetti. Queste informazioni aiutano a creare una mappa 3D dettagliata dell'ambiente circostante del veicolo.
Un tipico sistema di lidar automobilistico è costituito da un laser per emettere impulsi di luce, uno scanner e un'ottica per dirigere gli impulsi, un fotodettore per catturare la luce riflessa e un'unità di elaborazione per analizzare i dati e creare una rappresentazione 3D dell'ambiente.
Sì, Lidar può rilevare oggetti in movimento. Misurando il cambiamento nella posizione degli oggetti nel tempo, Lidar può calcolare la loro velocità e traiettoria.
Lidar è integrato nei sistemi di sicurezza dei veicoli per migliorare le caratteristiche come il controllo della velocità di crociera adattivo, l'evitamento delle collisioni e il rilevamento dei pedoni fornendo misurazioni a distanza accurate e affidabile e il rilevamento degli oggetti.
Gli sviluppi in corso nella tecnologia LIDAR automobilistica includono la riduzione delle dimensioni e i costi dei sistemi LIDAR, aumentare la loro gamma e risoluzione e integrarli più perfettamente nella progettazione e nella funzionalità dei veicoli.
[collegamento:Parametri chiave del laser lidar]
Un laser a fibra pulsata da 1,5 μm è un tipo di sorgente laser utilizzata nei sistemi lidar automobilistici che emette luce a una lunghezza d'onda di 1,5 micrometri (μm). Genera brevi impulsi di luce a infrarossi che vengono utilizzati per misurare le distanze rimbalzando sugli oggetti e tornando al sensore lidar.
La lunghezza d'onda di 1,5μm viene utilizzata perché offre un buon equilibrio tra sicurezza degli occhi e penetrazione atmosferica. I laser in questa gamma di lunghezze d'onda hanno meno probabilità di causare danni agli occhi umani rispetto a quelli che emettono a lunghezze d'onda più brevi e possono funzionare bene in varie condizioni meteorologiche.
Mentre i laser da 1,5 μm funzionano meglio della luce visibile nella nebbia e nella pioggia, la loro capacità di penetrare negli ostacoli atmosferici è ancora limitata. Le prestazioni in condizioni meteorologiche avverse sono generalmente migliori dei laser a lunghezza d'onda più brevi ma non efficaci come le opzioni di lunghezza d'onda più lunghe.
Mentre i laser a fibra pulsati da 1,5 μm possono inizialmente aumentare il costo dei sistemi LIDAR a causa della loro sofisticata tecnologia, si prevede che i progressi nella produzione e le economie di scala riducano i costi nel tempo. I loro benefici in termini di prestazioni e sicurezza sono visti come giustificare l'investimento. Le prestazioni superiori e le caratteristiche di sicurezza migliorate fornite da 1,5 μm di laser a fibra pulsati li rendono un investimento utile per i sistemi automobilistici lidar.