Bakgrund för LiDAR inom fordonsindustrin
Från 2015 till 2020 utfärdade landet flera relaterade policyer med fokus på "intelligenta uppkopplade fordonochautonoma fordonI början av 2020 utfärdade nationen två planer: Strategi för innovation och utveckling av intelligenta fordon samt klassificering av automatiserad bilkörning, för att klargöra den strategiska positionen och den framtida utvecklingsriktningen för autonom körning.
Yole Development, ett globalt konsultföretag, publicerade en branschforskningsrapport relaterad till "Lidar för fordons- och industriella applikationer", där det nämndes att lidarmarknaden inom fordonsbranschen kan nå 5,7 miljarder USD år 2026, och det förväntas att den genomsnittliga årliga tillväxttakten kan öka till mer än 21 % under de kommande fem åren.
Vad är LiDAR för fordon?
LiDAR, förkortning för Light Detection and Ranging, är en revolutionerande teknik som har förändrat bilindustrin, särskilt inom området för autonoma fordon. Den fungerar genom att avge ljuspulser – vanligtvis från en laser – mot målet och mäta den tid det tar för ljuset att studsa tillbaka till sensorn. Denna data används sedan för att skapa detaljerade tredimensionella kartor över miljön runt fordonet.
LiDAR-system är kända för sin precision och förmåga att upptäcka objekt med hög noggrannhet, vilket gör dem till ett oumbärligt verktyg för autonom körning. Till skillnad från kameror som är beroende av synligt ljus och kan ha problem under vissa förhållanden, som svagt ljus eller direkt solljus, ger LiDAR-sensorer tillförlitlig data under en mängd olika ljus- och väderförhållanden. Dessutom möjliggör LiDAR:s förmåga att mäta avstånd exakt detektion av objekt, deras storlek och till och med deras hastighet, vilket är avgörande för att navigera i komplexa körscenarier.
LiDAR-arbetsprincipens flödesschema
LiDAR-applikationer inom automation:
LiDAR-teknik (Light Detection and Ranging) inom bilindustrin är främst inriktad på att förbättra körsäkerheten och utveckla autonom körteknik. Dess kärnteknik,Flygtid (ToF), fungerar genom att avge laserpulser och beräkna den tid det tar för dessa pulser att reflekteras tillbaka från hinder. Denna metod producerar mycket noggranna "punktmolnsdata", vilket kan skapa detaljerade tredimensionella kartor över miljön runt fordonet med centimeterprecision, vilket erbjuder en exceptionellt noggrann rumslig igenkänningsförmåga för bilar.
Tillämpningen av LiDAR-teknik inom fordonssektorn är huvudsakligen koncentrerad till följande områden:
Autonoma körsystem:LiDAR är en av nyckelteknikerna för att uppnå avancerade nivåer av autonom körning. Den uppfattar exakt omgivningen runt fordonet, inklusive andra fordon, fotgängare, vägskyltar och vägförhållanden, vilket hjälper autonoma körsystem att fatta snabba och korrekta beslut.
Avancerade förarstödsystem (ADAS):Inom förarassistans används LiDAR för att förbättra fordonssäkerhetsfunktioner, inklusive adaptiv farthållare, nödbromsning, fotgängardetektering och hinderundvikningsfunktioner.
Fordonsnavigering och positionering:De högprecisions 3D-kartor som genereras av LiDAR kan avsevärt förbättra fordonspositioneringsnoggrannheten, särskilt i stadsmiljöer där GPS-signalerna är begränsade.
Trafikövervakning och hantering:LiDAR kan användas för att övervaka och analysera trafikflödet, vilket hjälper stadens trafiksystem att optimera signalkontrollen och minska trafikstockningar.
För fjärranalys, avståndsmätning, automatisering och DTS etc.
Behöver du en kostnadsfri konsultation?
Trender mot LiDAR för fordon
1. LiDAR-miniatyrisering
Bilindustrins traditionella uppfattning är att autonoma fordon inte bör skilja sig i utseende från konventionella bilar för att bibehålla körglädje och effektiv aerodynamik. Detta perspektiv har drivit trenden mot miniatyrisering av LiDAR-system. Det framtida idealet är att LiDAR ska vara tillräckligt liten för att sömlöst integreras i fordonets kaross. Detta innebär att minimera eller till och med eliminera mekaniska roterande delar, ett skifte som ligger i linje med branschens gradvisa övergång från nuvarande laserstrukturer till solid-state LiDAR-lösningar. Solid-state LiDAR, utan rörliga delar, erbjuder en kompakt, pålitlig och hållbar lösning som passar väl in i de estetiska och funktionella kraven hos moderna fordon.
2. Inbyggda LiDAR-lösningar
I takt med att tekniken för autonoma körningar har utvecklats under senare år har vissa LiDAR-tillverkare börjat samarbeta med leverantörer av bildelar för att utveckla lösningar som integrerar LiDAR i delar av fordonet, såsom strålkastare. Denna integration tjänar inte bara till att dölja LiDAR-systemen och bibehålla fordonets estetiska attraktionskraft, utan utnyttjar också den strategiska placeringen för att optimera LiDAR:s synfält och funktionalitet. För personbilar kräver vissa funktioner i avancerade förarstödssystem (ADAS) att LiDAR fokuserar på specifika vinklar snarare än att ge en 360°-vy. För högre nivåer av autonomi, såsom nivå 4, kräver dock säkerhetsöverväganden ett 360° horisontellt synfält. Detta förväntas leda till flerpunktskonfigurationer som säkerställer fullständig täckning runt fordonet.
3.Kostnadsminskning
I takt med att LiDAR-tekniken mognar och produktionen skalas upp minskar kostnaderna, vilket gör det möjligt att integrera dessa system i ett bredare utbud av fordon, inklusive modeller i mellanklassen. Denna demokratisering av LiDAR-tekniken förväntas påskynda införandet av avancerade säkerhets- och autonoma körfunktioner på hela fordonsmarknaden.
LIDAR-erna på marknaden idag är mestadels 905 nm och 1550 nm/1535 nm LIDAR-er, men kostnadsmässigt har 905 nm fördelen.
· 905nm LiDARGenerellt sett är 905nm LiDAR-system billigare på grund av den utbredda tillgängligheten av komponenter och de mogna tillverkningsprocesser som är förknippade med denna våglängd. Denna kostnadsfördel gör 905nm LiDAR attraktiv för tillämpningar där räckvidd och ögonsäkerhet är mindre kritiska.
· 1550/1535nm LiDARKomponenterna för 1550/1535nm-system, såsom lasrar och detektorer, tenderar att vara dyrare, delvis på grund av att tekniken är mindre utbredd och komponenterna är mer komplexa. Fördelarna i termer av säkerhet och prestanda kan dock motivera den högre kostnaden för vissa tillämpningar, särskilt inom autonom körning där långdistansdetektering och säkerhet är av största vikt.
[Länk:Läs mer om jämförelsen mellan 905nm och 1550nm/1535nm LiDAR]
4. Ökad säkerhet och förbättrad ADAS
LiDAR-tekniken förbättrar prestandan hos avancerade förarstödsystem (ADAS) avsevärt och ger fordon exakta miljökartläggningsfunktioner. Denna precision förbättrar säkerhetsfunktioner som kollisionsundvikning, fotgängardetektering och adaptiv farthållare, vilket för branschen närmare att uppnå helt autonom körning.
Vanliga frågor
I fordon avger LIDAR-sensorer ljuspulser som studsar mot föremål och återvänder till sensorn. Tiden det tar för pulserna att återvända används för att beräkna avståndet till föremål. Denna information hjälper till att skapa en detaljerad 3D-karta över fordonets omgivning.
Ett typiskt LIDAR-system för bilar består av en laser som avger ljuspulser, en skanner och optik för att rikta pulserna, en fotodetektor för att fånga det reflekterade ljuset och en processorenhet för att analysera data och skapa en 3D-representation av miljön.
Ja, LIDAR kan upptäcka rörliga objekt. Genom att mäta objektens positionsförändring över tid kan LIDAR beräkna deras hastighet och bana.
LIDAR är integrerat i fordonssäkerhetssystem för att förbättra funktioner som adaptiv farthållare, kollisionsundvikande och fotgängardetektering genom att tillhandahålla noggranna och tillförlitliga avståndsmätningar och objektdetektering.
Pågående utvecklingar inom LIDAR-teknik för fordon inkluderar att minska storleken och kostnaden för LIDAR-system, öka deras räckvidd och upplösning, och integrera dem mer sömlöst i fordonens design och funktionalitet.
En 1,5 μm pulsad fiberlaser är en typ av laserkälla som används i LIDAR-system för bilar och som avger ljus med en våglängd på 1,5 mikrometer (μm). Den genererar korta pulser av infrarött ljus som används för att mäta avstånd genom att studsa mot objekt och återvända till LIDAR-sensorn.
Våglängden 1,5 μm används eftersom den erbjuder en bra balans mellan ögonsäkerhet och atmosfärisk penetration. Lasrar i detta våglängdsområde är mindre benägna att skada mänskliga ögon än de som avger vid kortare våglängder och kan fungera bra i olika väderförhållanden.
Medan 1,5 μm-lasrar presterar bättre än synligt ljus i dimma och regn, är deras förmåga att penetrera atmosfäriska hinder fortfarande begränsad. Prestandan i ogynnsamma väderförhållanden är generellt sett bättre än lasrar med kortare våglängder, men inte lika effektiv som alternativ med längre våglängder.
Medan 1,5 μm pulsade fiberlasrar initialt kan öka kostnaden för LIDAR-system på grund av sin sofistikerade teknik, förväntas framsteg inom tillverkning och skalfördelar minska kostnaderna över tid. Deras fördelar vad gäller prestanda och säkerhet ses som motiverar investeringen. Den överlägsna prestandan och de förbättrade säkerhetsfunktionerna som 1,5 μm pulsade fiberlasrar erbjuder gör dem till en värdefull investering för LIDAR-system för fordon..