Automotive LiDAR-achtergrond
Van 2015 tot 2020 heeft het land verschillende gerelateerde beleidsmaatregelen uitgevaardigd, met de nadruk op 'intelligente verbonden voertuigen' En 'autonome voertuigen'. Begin 2020 heeft de natie twee plannen uitgegeven: Intelligent Vehicle Innovation and Development Strategy en Automobile Driving Automation Classification, om de strategische positie en toekomstige ontwikkelingsrichting van autonoom rijden te verduidelijken.
Yole Development, een wereldwijd adviesbureau, publiceerde een sectoronderzoeksrapport in verband met de 'Lidar for Automotive and Industrial Applications', waarin werd vermeld dat de lidar-markt op automobielgebied in 2026 5,7 miljard dollar kan bereiken. Er wordt verwacht dat de samengestelde jaarlijkse Het groeitempo zou in de komende vijf jaar kunnen toenemen tot meer dan 21%.
Wat is Automotive LiDAR?
LiDAR, een afkorting van Light Detection and Ranging, is een revolutionaire technologie die de auto-industrie heeft getransformeerd, vooral op het gebied van autonome voertuigen. Het functioneert door lichtpulsen (meestal van een laser) naar het doel uit te zenden 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 vermogen om objecten met hoge nauwkeurigheid te detecteren, waardoor ze een onmisbaar hulpmiddel zijn voor autonoom rijden. In tegenstelling tot camera's die afhankelijk zijn van zichtbaar licht en moeite hebben onder bepaalde omstandigheden, zoals weinig licht of direct zonlicht, leveren LiDAR-sensoren betrouwbare gegevens onder verschillende licht- en weersomstandigheden. Bovendien maakt het vermogen van LiDAR om afstanden nauwkeurig te meten de detectie van objecten, hun grootte en zelfs hun snelheid mogelijk, wat cruciaal is voor het navigeren door complexe rijscenario's.
Stroomdiagram van het LiDAR-werkprincipe
LiDAR-toepassingen in automatisering:
LiDAR-technologie (Light Detection and Ranging) in de auto-industrie is vooral gericht op het verbeteren van de rijveiligheid en het bevorderen van autonome rijtechnologieën. De kerntechnologie,Vluchttijd (ToF), werkt door laserpulsen uit te zenden en de tijd te berekenen die nodig is voordat deze pulsen door obstakels worden teruggekaatst. Deze methode produceert zeer nauwkeurige ‘puntenwolk’-gegevens, waarmee gedetailleerde driedimensionale kaarten van de omgeving rond het voertuig kunnen worden gemaakt met nauwkeurigheid op centimeterniveau, wat een uitzonderlijk nauwkeurige ruimtelijke herkenningsmogelijkheid voor auto’s biedt.
De toepassing van LiDAR-technologie in de automobielsector concentreert zich vooral op de volgende gebieden:
Autonome rijsystemen:LiDAR is een van de sleuteltechnologieën voor het bereiken van geavanceerde niveaus van autonoom rijden. Het neemt nauwkeurig de omgeving rond het voertuig waar, inclusief andere voertuigen, voetgangers, verkeersborden en wegomstandigheden, en helpt zo autonome rijsystemen bij het nemen van snelle en nauwkeurige beslissingen.
Geavanceerde rijhulpsystemen (ADAS):Op het gebied van bestuurdersassistentie wordt LiDAR gebruikt om de veiligheidsvoorzieningen van voertuigen te verbeteren, waaronder adaptieve cruisecontrol, noodremmen, voetgangersdetectie en functies voor het vermijden van obstakels.
Voertuignavigatie en positionering:De zeer nauwkeurige 3D-kaarten die door LiDAR worden gegenereerd, kunnen de nauwkeurigheid van de voertuigpositionering aanzienlijk verbeteren, vooral in stedelijke omgevingen waar GPS-signalen beperkt zijn.
Verkeersmonitoring en -beheer:LiDAR kan worden gebruikt voor het monitoren en analyseren van de verkeersstroom, waardoor stadsverkeerssystemen worden geholpen bij het optimaliseren van de signaalcontrole en het verminderen van congestie.
Voor teledetectie, afstandsmeting, automatisering en DTS, enz.
Gratis advies nodig?
Trends richting Automotive LiDAR
1. LiDAR-miniaturisatie
De traditionele opvatting van de auto-industrie is dat autonome voertuigen qua uiterlijk niet mogen verschillen van conventionele auto's om het rijplezier en de efficiënte aerodynamica te behouden. Dit perspectief heeft de trend naar miniaturisering van LiDAR-systemen gestimuleerd. Het toekomstige ideaal is dat LiDAR klein genoeg is om naadloos in de carrosserie van het voertuig te worden geïntegreerd. Dit betekent het minimaliseren of zelfs elimineren van mechanisch roterende onderdelen, een verschuiving die aansluit bij de geleidelijke verschuiving in de industrie van de huidige laserstructuren naar solid-state LiDAR-oplossingen. Solid-state LiDAR, zonder bewegende delen, biedt een compacte, betrouwbare en duurzame oplossing die goed past binnen de esthetische en functionele eisen van moderne voertuigen.
2. Ingebouwde LiDAR-oplossingen
Naarmate de technologieën voor autonoom rijden de afgelopen jaren vooruit zijn gegaan, zijn sommige LiDAR-fabrikanten begonnen samen te werken met leveranciers van auto-onderdelen om oplossingen te ontwikkelen die LiDAR integreren in delen van het voertuig, zoals koplampen. Deze integratie dient niet alleen om de LiDAR-systemen te verbergen, waardoor de esthetische aantrekkingskracht van het voertuig behouden blijft, 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 Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) dat LiDAR zich op specifieke hoeken concentreert in plaats van een 360°-weergave te bieden. Voor hogere niveaus van autonomie, zoals niveau 4, vereisen veiligheidsoverwegingen echter een horizontaal gezichtsveld van 360°. De verwachting is dat dit zal leiden tot meerpuntsconfiguraties die volledige dekking rondom het voertuig garanderen.
3.Kostenreductie
Naarmate de LiDAR-technologie volwassener wordt en de productie schaalt, nemen de kosten af, waardoor het haalbaar wordt om deze systemen in een breder scala aan voertuigen te integreren, inclusief modellen uit het middensegment. Verwacht wordt dat deze democratisering van LiDAR-technologie de acceptatie van geavanceerde veiligheids- en autonome rijfuncties in de automarkt zal versnellen.
De LIDAR's die momenteel op de markt zijn, zijn meestal 905 nm en 1550 nm/1535 nm LIDAR's, maar qua kosten heeft 905 nm het voordeel.
· 905 nm LiDAR: Over het algemeen zijn 905 nm LiDAR-systemen goedkoper vanwege de wijdverbreide beschikbaarheid van componenten en de volwassen productieprocessen die met deze golflengte gepaard gaan. Dit kostenvoordeel maakt 905nm LiDAR aantrekkelijk voor toepassingen waarbij bereik en oogveiligheid minder kritisch zijn.
· 1550/1535 nm LiDAR: De componenten voor 1550/1535 nm-systemen, zoals lasers en detectoren, zijn doorgaans duurder, deels omdat de technologie minder wijdverbreid is en de componenten complexer zijn. De voordelen op het gebied van veiligheid en prestaties kunnen echter de hogere kosten voor bepaalde toepassingen rechtvaardigen, vooral bij autonoom rijden, waar detectie en veiligheid over lange afstand van het grootste 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 Advanced Driver-Assistance Systems (ADAS) aanzienlijk, waardoor voertuigen nauwkeurige omgevingskarteringsmogelijkheden krijgen. Deze precisie verbetert veiligheidsvoorzieningen zoals het vermijden van botsingen, voetgangersdetectie en adaptieve cruisecontrol, waardoor de industrie dichter bij het bereiken van volledig autonoom rijden komt.
Veelgestelde vragen
In voertuigen zenden LIDAR-sensoren lichtpulsen uit die tegen objecten weerkaatsen en terugkeren naar de sensor. De tijd die nodig is voordat de pulsen terugkeren, 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 LIDAR-systeem voor auto's bestaat uit een laser die lichtpulsen uitzendt, een scanner en optica 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 is geïntegreerd in voertuigveiligheidssystemen om functies zoals adaptieve cruisecontrol, het vermijden van botsingen en voetgangersdetectie te verbeteren door nauwkeurige en betrouwbare afstandsmetingen en objectdetectie te bieden.
Voortdurende ontwikkelingen in de LIDAR-technologie voor auto's omvatten het verminderen van de omvang en de kosten van LIDAR-systemen, het vergroten van hun bereik en resolutie, en het naadloos integreren ervan in het ontwerp en de functionaliteit van voertuigen.
Een gepulseerde fiberlaser van 1,5 μm is een type laserbron dat wordt gebruikt in LIDAR-systemen voor auto's en die licht uitzendt met een golflengte van 1,5 micrometer (μm). Het genereert korte pulsen infrarood licht die worden gebruikt om afstanden te meten door op objecten te stuiteren 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 die uitzenden op kortere golflengten en kunnen goed presteren onder verschillende weersomstandigheden.
Hoewel lasers van 1,5 μm bij mist en regen beter presteren dan zichtbaar licht, is hun vermogen om atmosferische obstakels te doordringen nog steeds beperkt. De prestaties bij ongunstige weersomstandigheden zijn over het algemeen beter dan lasers met een kortere golflengte, maar niet zo effectief als opties met een langere golflengte.
Hoewel gepulseerde fiberlasers van 1,5 μm in eerste instantie de kosten van LIDAR-systemen kunnen verhogen vanwege hun geavanceerde technologie, wordt verwacht dat verbeteringen in de productie en schaalvoordelen in de loop van de tijd de kosten zullen verlagen. Hun voordelen op het gebied van prestaties en veiligheid worden gezien als een rechtvaardiging voor de investering. De superieure prestaties en verbeterde veiligheidsvoorzieningen van 1,5 μm gepulseerde fiberlasers maken ze tot een waardevolle investering voor LIDAR-systemen in de auto-industrie..