Achtergrondinformatie over LiDAR in de automobielindustrie
Van 2015 tot 2020 heeft het land verschillende gerelateerde beleidsmaatregelen uitgevaardigd, gericht op 'intelligente, verbonden voertuigen' En 'autonome voertuigenAan het begin van 2020 publiceerde de overheid twee plannen: de Strategie voor Innovatie en Ontwikkeling van Intelligente Voertuigen en de Classificatie van Autonoom Rijden, om de strategische positie en de toekomstige ontwikkelingsrichting van autonoom rijden te verduidelijken.
Yole Development, een wereldwijd opererend adviesbureau, publiceerde een marktonderzoeksrapport over 'Lidar voor automobiel- en industriële toepassingen'. Hierin wordt gesteld dat de lidar-markt in de automobielsector in 2026 een waarde van 5,7 miljard dollar kan bereiken, met een verwachte samengestelde jaarlijkse groei van meer dan 21% in de komende vijf jaar.
Wat is Automotive LiDAR?
LiDAR, een afkorting van Light Detection and Ranging, is een revolutionaire technologie die de auto-industrie, met name op het gebied van autonome voertuigen, heeft getransformeerd. Het werkt door lichtpulsen – meestal van een laser – naar het doel te sturen en de tijd te meten die het licht nodig heeft om terug te kaatsen naar de sensor. Deze gegevens worden vervolgens gebruikt om gedetailleerde driedimensionale kaarten van de omgeving rond het voertuig te maken.
LiDAR-systemen staan bekend om hun precisie en het vermogen om objecten zeer nauwkeurig te detecteren, waardoor ze een onmisbaar hulpmiddel zijn voor autonoom rijden. In tegenstelling tot camera's die afhankelijk zijn van zichtbaar licht en onder bepaalde omstandigheden, zoals weinig licht of direct zonlicht, problemen kunnen ondervinden, leveren LiDAR-sensoren betrouwbare gegevens onder uiteenlopende licht- en weersomstandigheden. Bovendien maakt het vermogen van LiDAR om afstanden nauwkeurig te meten het mogelijk om objecten, hun grootte en zelfs hun snelheid te detecteren, wat cruciaal is voor het navigeren in complexe rijsituaties.
Stroomschema van het werkingsprincipe van LiDAR
LiDAR-toepassingen in automatisering:
LiDAR-technologie (Light Detection and Ranging) in de auto-industrie is voornamelijk gericht op het verbeteren van de rijveiligheid en het bevorderen van autonome rijtechnologieën. De kerntechnologie ervan,Vluchttijd (ToF)Deze methode werkt door laserpulsen uit te zenden en de tijd te berekenen die deze pulsen nodig hebben om door obstakels teruggekaatst te worden. Hierdoor ontstaan zeer nauwkeurige "puntenwolk"-gegevens, waarmee gedetailleerde driedimensionale kaarten van de omgeving rond het voertuig met centimeterprecisie kunnen worden gemaakt. Dit biedt auto's een uitzonderlijk nauwkeurige ruimtelijke herkenningsmogelijkheid.
De toepassing van LiDAR-technologie in de automobielsector is voornamelijk geconcentreerd op de volgende gebieden:
Autonome rijsystemen:LiDAR is een van de belangrijkste technologieën voor het bereiken van geavanceerde vormen van autonoom rijden. Het registreert nauwkeurig de omgeving rondom het voertuig, inclusief andere voertuigen, voetgangers, verkeersborden en de toestand van de weg, en helpt zo autonome rijsystemen bij het nemen van snelle en accurate beslissingen.
Geavanceerde rijhulpsystemen (ADAS):Op het gebied van rijhulpsystemen wordt LiDAR gebruikt om de veiligheidsfuncties van voertuigen te verbeteren, waaronder adaptieve cruisecontrol, noodremmen, voetgangersdetectie en obstakelvermijding.
Voertuignavigatie en -positionering:De uiterst nauwkeurige 3D-kaarten die door LiDAR worden gegenereerd, kunnen de nauwkeurigheid van de voertuigpositionering aanzienlijk verbeteren, met name in stedelijke omgevingen waar GPS-signalen beperkt zijn.
Verkeersmonitoring en -beheer:LiDAR kan worden gebruikt voor het monitoren en analyseren van verkeersstromen, waardoor stedelijke verkeerssystemen de lichtregeling kunnen optimaliseren en files kunnen verminderen.
Voor teledetectie, afstandsmeting, automatisering en DTS, enz.
Wilt u een gratis adviesgesprek?
Trends richting automotive LiDAR
1. Miniaturisatie van LiDAR
De traditionele opvatting binnen de auto-industrie is dat autonome voertuigen qua uiterlijk niet mogen verschillen van conventionele auto's om rijplezier en een efficiënte aerodynamica te behouden. Dit perspectief heeft de trend naar miniaturisatie van LiDAR-systemen aangewakkerd. Het ideaal voor de toekomst is dat LiDAR zo klein is dat het naadloos in de carrosserie van het voertuig kan worden geïntegreerd. Dit betekent het minimaliseren of zelfs elimineren van mechanische, roterende onderdelen, een verschuiving die aansluit bij de geleidelijke overgang van de industrie van de huidige laserstructuren naar solid-state LiDAR-oplossingen. Solid-state LiDAR, zonder bewegende onderdelen, biedt een compacte, betrouwbare en duurzame oplossing die goed past binnen de esthetische en functionele eisen van moderne voertuigen.
2. Geïntegreerde LiDAR-oplossingen
Naarmate de technologieën voor autonoom rijden de afgelopen jaren zijn gevorderd, zijn sommige LiDAR-fabrikanten begonnen samen te werken met toeleveranciers van auto-onderdelen om oplossingen te ontwikkelen die LiDAR integreren in onderdelen van het voertuig, zoals koplampen. Deze integratie dient niet alleen om de LiDAR-systemen te verbergen en zo de esthetische aantrekkingskracht van het voertuig te behouden, maar maakt ook gebruik van de strategische plaatsing om het gezichtsveld en de functionaliteit van de LiDAR te optimaliseren. Voor personenauto's vereisen bepaalde functies van geavanceerde rijhulpsystemen (ADAS) dat de LiDAR zich op specifieke hoeken richt in plaats van een 360°-beeld te leveren. Voor hogere niveaus van autonomie, zoals niveau 4, vereisen veiligheidsoverwegingen echter een horizontaal gezichtsveld van 360°. Dit zal naar verwachting leiden tot configuraties met meerdere punten die een volledige dekking rondom het voertuig garanderen.
3.Kostenreductie
Naarmate de LiDAR-technologie zich verder ontwikkelt en de productie opschaalt, dalen de kosten, waardoor het haalbaar wordt om deze systemen in een breder scala aan voertuigen te integreren, waaronder modellen uit het middensegment. Deze democratisering van de LiDAR-technologie zal naar verwachting de acceptatie van geavanceerde veiligheids- en autonome rijfuncties in de automarkt versnellen.
De LIDAR-systemen die momenteel op de markt zijn, werken voornamelijk met golflengtes van 905 nm en 1550 nm/1535 nm, maar qua kosten heeft de 905 nm-variant een voordeel.
· 905nm LiDAROver het algemeen zijn 905nm LiDAR-systemen minder duur vanwege de ruime beschikbaarheid van componenten en de beproefde productieprocessen die bij deze golflengte horen. Dit kostenvoordeel maakt 905nm LiDAR aantrekkelijk voor toepassingen waarbij bereik en oogveiligheid minder kritisch zijn.
· 1550/1535nm LiDARDe componenten voor 1550/1535nm-systemen, zoals lasers en detectoren, zijn doorgaans duurder, deels omdat de technologie minder wijdverspreid is en de componenten complexer zijn. De voordelen op het gebied van veiligheid en prestaties kunnen de hogere kosten echter rechtvaardigen voor bepaalde toepassingen, met name in autonoom rijden waar detectie over lange afstand en veiligheid van cruciaal belang zijn.
[Link:Lees meer over de vergelijking tussen 905nm en 1550nm/1535nm LiDAR.]
4. Verhoogde veiligheid en verbeterde ADAS
LiDAR-technologie verbetert de prestaties van geavanceerde rijhulpsystemen (ADAS) aanzienlijk, waardoor voertuigen nauwkeurige omgevingskaarten kunnen maken. Deze precisie verbetert veiligheidsfuncties zoals botsingspreventie, voetgangersdetectie en adaptieve cruisecontrol, waardoor de industrie steeds dichter bij volledig autonoom rijden komt.
Veelgestelde vragen
In voertuigen zenden LIDAR-sensoren lichtpulsen uit die van objecten weerkaatsen en terugkeren naar de sensor. De tijd die de pulsen nodig hebben om terug te keren, wordt gebruikt om de afstand tot objecten te berekenen. Deze informatie helpt bij het maken van een gedetailleerde 3D-kaart van de omgeving van het voertuig.
Een typisch automotive LIDAR-systeem bestaat uit een laser die lichtpulsen uitzendt, een scanner en optiek om de pulsen te richten, een fotodetector om het gereflecteerde licht op te vangen en een verwerkingseenheid om de gegevens te analyseren en een 3D-weergave van de omgeving te creëren.
Ja, LIDAR kan bewegende objecten detecteren. Door de verandering in positie van objecten in de loop van de tijd te meten, kan LIDAR hun snelheid en traject berekenen.
LIDAR wordt geïntegreerd in voertuigveiligheidssystemen om functies zoals adaptieve cruisecontrol, botsingspreventie en voetgangersdetectie te verbeteren door nauwkeurige en betrouwbare afstandsmetingen en objectdetectie te leveren.
De voortdurende ontwikkelingen in de automotive LIDAR-technologie omvatten het verkleinen van de omvang en de kosten van LIDAR-systemen, het vergroten van hun bereik en resolutie, en het naadlozer integreren ervan in het ontwerp en de functionaliteit van voertuigen.
Een gepulseerde vezellaser van 1,5 μm is een type laserbron dat wordt gebruikt in LIDAR-systemen voor auto's. Deze laser zendt licht uit met een golflengte van 1,5 micrometer (μm). Hij genereert korte pulsen infrarood licht die worden gebruikt om afstanden te meten door van objecten te weerkaatsen en terug te keren naar de LIDAR-sensor.
De golflengte van 1,5 μm wordt gebruikt omdat deze een goede balans biedt tussen oogveiligheid en atmosferische penetratie. Lasers in dit golflengtebereik veroorzaken minder snel schade aan de menselijke ogen dan lasers met kortere golflengtes en functioneren goed onder diverse weersomstandigheden.
Hoewel lasers met een golflengte van 1,5 μm beter presteren dan zichtbaar licht bij mist en regen, is hun vermogen om atmosferische obstakels te doordringen nog steeds beperkt. De prestaties bij ongunstige weersomstandigheden zijn over het algemeen beter dan die van lasers met een kortere golflengte, maar niet zo effectief als lasers met een langere golflengte.
Hoewel gepulseerde vezellasers van 1,5 μm de kosten van LIDAR-systemen aanvankelijk kunnen verhogen vanwege hun geavanceerde technologie, wordt verwacht dat verbeteringen in de productie en schaalvoordelen de kosten op termijn zullen verlagen. De voordelen op het gebied van prestaties en veiligheid worden gezien als een rechtvaardiging voor de investering. De superieure prestaties en verbeterde veiligheidsfuncties van gepulseerde vezellasers van 1,5 μm maken ze een waardevolle investering voor automotive LIDAR-systemen..