Ավտոմոբիլային LiDAR-ի նախապատմություն
2015-ից 2020 թվականներին երկիրը մի շարք հարակից քաղաքականություններ է ընդունել՝ կենտրոնանալով «խելացի միացված տրանսպորտային միջոցներ«և»ինքնավար տրանսպորտային միջոցներ«2020 թվականի սկզբին երկիրը հրապարակեց երկու ծրագիր՝ «Ինտելեկտուալ տրանսպորտային միջոցների նորարարության և զարգացման ռազմավարություն» և «Ավտոմեքենաների վարման ավտոմատացման դասակարգում»՝ ինքնավար վարորդության ռազմավարական դիրքը և ապագա զարգացման ուղղությունը պարզաբանելու համար։»
«Yole Development» համաշխարհային խորհրդատվական ընկերությունը հրապարակել է «Լիդար ավտոմոբիլային և արդյունաբերական կիրառությունների համար» ոլորտի հետազոտական զեկույցը, որում նշվում է, որ ավտոմոբիլային ոլորտում լիդարի շուկան կարող է հասնել 5.7 միլիարդ ԱՄՆ դոլարի մինչև 2026 թվականը, և կանխատեսվում է, որ առաջիկա հինգ տարիների ընթացքում դրա տարեկան աճի տեմպը կարող է գերազանցել 21%-ը։
Ի՞նչ է ավտոմոբիլային LiDAR-ը։
LiDAR-ը, որը կարճ՝ Light Detection and Ranging է, հեղափոխական տեխնոլոգիա է, որը վերափոխել է ավտոմոբիլային արդյունաբերությունը, մասնավորապես՝ ինքնավար տրանսպորտային միջոցների ոլորտում: Այն գործում է՝ լույսի իմպուլսներ արձակելով (սովորաբար լազերից) դեպի թիրախը և չափելով այն ժամանակը, որը պահանջվում է լույսին սենսորին վերադառնալու համար: Այս տվյալներն այնուհետև օգտագործվում են տրանսպորտային միջոցի շրջակա միջավայրի մանրամասն եռաչափ քարտեզներ ստեղծելու համար:
LiDAR համակարգերը հայտնի են իրենց ճշգրտությամբ և բարձր ճշգրտությամբ առարկաներ հայտնաբերելու ունակությամբ, ինչը դրանք դարձնում է ինքնավար վարորդության անփոխարինելի գործիք: Ի տարբերություն տեսախցիկների, որոնք հիմնված են տեսանելի լույսի վրա և կարող են դժվարություններ ունենալ որոշակի պայմաններում, ինչպիսիք են թույլ լուսավորությունը կամ ուղիղ արևի լույսը, LiDAR սենսորները տրամադրում են հուսալի տվյալներ լուսավորության և եղանակի տարբեր պայմաններում: Ավելին, LiDAR-ի հեռավորությունները ճշգրիտ չափելու ունակությունը թույլ է տալիս հայտնաբերել առարկաները, դրանց չափը և նույնիսկ դրանց արագությունը, ինչը կարևոր է բարդ վարորդական իրավիճակներում կողմնորոշվելու համար:
LiDAR-ի աշխատանքային սկզբունքի հոսքագիծ
LiDAR-ի կիրառությունները ավտոմատացման մեջ.
Ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ LiDAR (Լույսի հայտնաբերում և հեռահարության չափում) տեխնոլոգիան հիմնականում կենտրոնացած է վարորդական անվտանգության բարձրացման և ինքնավար վարորդական տեխնոլոգիաների զարգացման վրա: Դրա հիմնական տեխնոլոգիան՝Թռիչքի ժամանակը (ToF), աշխատում է լազերային իմպուլսներ արձակելով և այդ իմպուլսների խոչընդոտներից հետադարձվելու համար անհրաժեշտ ժամանակը հաշվարկելով: Այս մեթոդը ստեղծում է բարձր ճշգրտությամբ «կետային ամպի» տվյալներ, որոնք կարող են ստեղծել տրանսպորտային միջոցի շրջակա միջավայրի մանրամասն եռաչափ քարտեզներ՝ սանտիմետրային ճշգրտությամբ, առաջարկելով ավտոմեքենաների համար բացառիկ ճշգրիտ տարածական ճանաչման հնարավորություն:
LiDAR տեխնոլոգիայի կիրառումը ավտոմոբիլային ոլորտում հիմնականում կենտրոնացած է հետևյալ ոլորտներում.
Ինքնավար վարորդական համակարգեր.LiDAR-ը ինքնավար վարորդության առաջադեմ մակարդակներին հասնելու հիմնական տեխնոլոգիաներից մեկն է։ Այն ճշգրտորեն ընկալում է տրանսպորտային միջոցի շրջակա միջավայրը, ներառյալ այլ տրանսպորտային միջոցները, հետիոտները, ճանապարհային նշանները և ճանապարհային պայմանները, այդպիսով օգնելով ինքնավար վարորդության համակարգերին արագ և ճշգրիտ որոշումներ կայացնել։
Վարորդի օժանդակ առաջադեմ համակարգեր (ADAS):Վարորդին օժանդակելու ոլորտում LiDAR-ը օգտագործվում է տրանսպորտային միջոցների անվտանգության գործառույթները բարելավելու համար, ներառյալ ադապտիվ կրուիզ-կոնտրոլը, արտակարգ արգելակումը, հետիոտնի հայտնաբերումը և խոչընդոտներից խուսափելու գործառույթները։
Տրանսպորտային միջոցի նավիգացիա և դիրքավորում.LiDAR-ի կողմից ստեղծված բարձր ճշգրտության եռաչափ քարտեզները կարող են զգալիորեն բարելավել տրանսպորտային միջոցի դիրքորոշման ճշգրտությունը, հատկապես քաղաքային միջավայրերում, որտեղ GPS ազդանշանները սահմանափակ են։
Երթևեկության մոնիթորինգ և կառավարում.LiDAR-ը կարող է օգտագործվել երթևեկության հոսքի մոնիթորինգի և վերլուծության համար, օգնելով քաղաքային երթևեկության համակարգերին օպտիմալացնել ազդանշանային կառավարումը և նվազեցնել գերբեռնվածությունը։
Հեռազննման, հեռաչափման, ավտոմատացման և թվային թվային տոմոգրաֆիայի (DTS) համար և այլն։
Անվճար խորհրդատվություն է պետք՞
Ավտոմոբիլային LiDAR-ի միտումները
1. LiDAR մանրացում
Ավտոմոբիլային արդյունաբերության ավանդական տեսակետը այն է, որ ինքնավար տրանսպորտային միջոցները չպետք է արտաքին տեսքով տարբերվեն ավանդական մեքենաներից՝ վարորդական հաճույքը և արդյունավետ աերոդինամիկան պահպանելու համար: Այս հեռանկարը խթանել է LiDAR համակարգերի մանրացման միտումը: Ապագայի իդեալական տարբերակը LiDAR-ի համար բավականաչափ փոքր լինելն է՝ անխափան ինտեգրվելու մեքենայի թափքին: Սա նշանակում է մեխանիկական պտտվող մասերի նվազագույնի հասցնել կամ նույնիսկ վերացնել այն, ինչը համապատասխանում է արդյունաբերության կողմից լազերային կառուցվածքներից աստիճանական անցմանը դեպի պինդ վիճակի LiDAR լուծումներ: Շարժական մասերից զուրկ պինդ վիճակի LiDAR-ը առաջարկում է կոմպակտ, հուսալի և դիմացկուն լուծում, որը լավ համապատասխանում է ժամանակակից տրանսպորտային միջոցների գեղագիտական և ֆունկցիոնալ պահանջներին:
2. Ներդրված LiDAR լուծումներ
Վերջին տարիներին ինքնավար վարորդության տեխնոլոգիաների զարգացմանը զուգընթաց, որոշ LiDAR արտադրողներ սկսել են համագործակցել ավտոմոբիլային մասերի մատակարարների հետ՝ մշակելու լուծումներ, որոնք LiDAR-ը ինտեգրում են մեքենայի մասերի, ինչպիսիք են լուսարձակները: Այս ինտեգրումը ոչ միայն ծառայում է LiDAR համակարգերը թաքցնելուն՝ պահպանելով մեքենայի գեղագիտական գրավչությունը, այլև օգտագործում է ռազմավարական դիրքը՝ LiDAR-ի տեսադաշտը և ֆունկցիոնալությունը օպտիմալացնելու համար: Ուղևորատար մեքենաների համար որոշակի առաջադեմ վարորդական օժանդակ համակարգերի (ADAS) գործառույթներ պահանջում են, որ LiDAR-ը կենտրոնանա որոշակի անկյունների վրա՝ 360° տեսարան ապահովելու փոխարեն: Այնուամենայնիվ, ինքնավարության ավելի բարձր մակարդակների համար, ինչպիսին է 4-րդ մակարդակը, անվտանգության նկատառումները պահանջում են 360° հորիզոնական տեսադաշտ: Սա, ենթադրաբար, կհանգեցնի բազմակետային կոնֆիգուրացիաների, որոնք կապահովեն մեքենայի շուրջ լիարժեք ծածկույթ:
3.Արժեքի կրճատում
Քանի որ LiDAR տեխնոլոգիան հասունանում է և արտադրությունը մասշտաբավորվում, ծախսերը նվազում են, ինչը հնարավոր է դարձնում այս համակարգերի ներդրումը ավելի լայն տեսականիով մեքենաների մեջ, այդ թվում՝ միջին դասի մոդելներում: LiDAR տեխնոլոգիայի այս ժողովրդավարացումը, ինչպես կանխատեսվում է, կարագացնի առաջադեմ անվտանգության և ինքնավար վարորդության գործառույթների ներդրումը ավտոմոբիլային շուկայում:
Այսօր շուկայում առկա LIDAR-ները հիմնականում 905 նմ և 1550 նմ/1535 նմ LIDAR-ներ են, բայց գնի առումով առավելությունն 905 նմ-ն է։
· 905 նմ LiDARԸնդհանուր առմամբ, 905 նմ LiDAR համակարգերն ավելի էժան են՝ բաղադրիչների լայն մատչելիության և այս ալիքի երկարության հետ կապված հասուն արտադրական գործընթացների շնորհիվ։ Այս գնային առավելությունը 905 նմ LiDAR-ը գրավիչ է դարձնում այն կիրառությունների համար, որտեղ հեռավորությունը և աչքերի անվտանգությունը պակաս կարևոր են։
· 1550/1535 նմ LiDAR1550/1535 նմ համակարգերի բաղադրիչները, ինչպիսիք են լազերները և դետեկտորները, սովորաբար ավելի թանկ են, մասամբ այն պատճառով, որ տեխնոլոգիան ավելի քիչ տարածված է, իսկ բաղադրիչները՝ ավելի բարդ։ Այնուամենայնիվ, անվտանգության և կատարողականության առումով առավելությունները կարող են արդարացնել որոշակի կիրառությունների ավելի բարձր արժեքը, հատկապես ինքնավար վարորդության մեջ, որտեղ հեռահար հայտնաբերումը և անվտանգությունը գերակա են։
[Հղում:Կարդացեք ավելին 905 նմ և 1550 նմ/1535 նմ LiDAR-ի համեմատության մասին]
4. Անվտանգության բարձրացում և ADAS-ի կատարելագործում
LiDAR տեխնոլոգիան զգալիորեն բարելավում է վարորդին օժանդակող առաջադեմ համակարգերի (ADAS) աշխատանքը՝ ապահովելով տրանսպորտային միջոցներին ճշգրիտ շրջակա միջավայրի քարտեզագրման հնարավորություններ: Այս ճշգրտությունը բարելավում է անվտանգության այնպիսի գործառույթներ, ինչպիսիք են բախումներից խուսափելը, հետիոտնի հայտնաբերումը և ադապտիվ կռուիզ-կոնտրոլը՝ արդյունաբերությունը մոտեցնելով լիովին ինքնավար վարորդության հասնելուն:
Հաճախակի տրվող հարցեր
Տրանսպորտային միջոցներում LIDAR սենսորները արձակում են լուսային իմպուլսներ, որոնք անդրադարձվում են առարկաներից և վերադառնում սենսորին: Իմպուլսների վերադարձի համար անհրաժեշտ ժամանակը օգտագործվում է առարկաներից հեռավորությունը հաշվարկելու համար: Այս տեղեկատվությունը օգնում է ստեղծել տրանսպորտային միջոցի շրջակայքի մանրամասն եռաչափ քարտեզ:
Ավտոմոբիլային LIDAR համակարգը բաղկացած է լազերից՝ լուսային իմպուլսներ արձակելու համար, սկաներից և օպտիկայից՝ իմպուլսները ուղղորդելու համար, լուսադետեկտորից՝ անդրադարձված լույսը որսալու համար, և մշակող միավորից՝ տվյալները վերլուծելու և շրջակա միջավայրի եռաչափ պատկերացում ստեղծելու համար։
Այո, LIDAR-ը կարող է հայտնաբերել շարժվող օբյեկտներ: Ժամանակի ընթացքում օբյեկտների դիրքի փոփոխությունը չափելով՝ LIDAR-ը կարող է հաշվարկել դրանց արագությունն ու հետագիծը:
LIDAR-ը ինտեգրված է տրանսպորտային միջոցների անվտանգության համակարգերում՝ բարելավելու այնպիսի գործառույթներ, ինչպիսիք են ադապտիվ կրուիզ-կոնտրոլը, բախումներից խուսափելը և հետիոտնի հայտնաբերումը՝ ապահովելով հեռավորության ճշգրիտ և հուսալի չափումներ և առարկաների հայտնաբերում։
Ավտոմոբիլային LIDAR տեխնոլոգիայի շարունակական զարգացումները ներառում են LIDAR համակարգերի չափերի և արժեքի կրճատումը, դրանց հեռահարության և լուծաչափի մեծացումը, ինչպես նաև դրանց ավելի սահուն ինտեգրումը տրանսպորտային միջոցների նախագծման և ֆունկցիոնալության մեջ։
1.5 մկմ իմպուլսային մանրաթելային լազերը լազերային աղբյուրի տեսակ է, որն օգտագործվում է ավտոմոբիլային LIDAR համակարգերում և արձակում է 1.5 միկրոմետր (մկմ) ալիքի երկարությամբ լույս։ Այն առաջացնում է ինֆրակարմիր լույսի կարճ իմպուլսներ, որոնք օգտագործվում են հեռավորությունները չափելու համար՝ առարկաներից անդրադարձնելով և LIDAR սենսորին վերադառնալով։
1.5 մկմ ալիքի երկարությունն օգտագործվում է, քանի որ այն ապահովում է լավ հավասարակշռություն աչքերի անվտանգության և մթնոլորտային ներթափանցման միջև: Այս ալիքի երկարության միջակայքում լազերները ավելի քիչ հավանականություն ունեն վնասելու մարդու աչքերը, քան ավելի կարճ ալիքի երկարություններով ճառագող լազերները, և կարող են լավ աշխատել տարբեր եղանակային պայմաններում:
Թեև 1.5 մկմ լազերները մառախուղի և անձրևի պայմաններում ավելի լավ են աշխատում, քան տեսանելի լույսը, մթնոլորտային խոչընդոտները թափանցելու դրանց ունակությունը դեռևս սահմանափակ է: Անբարենպաստ եղանակային պայմաններում աշխատանքը, որպես կանոն, ավելի լավն է, քան կարճ ալիքի երկարությամբ լազերները, բայց ոչ այնքան արդյունավետ, որքան երկար ալիքի երկարությամբ տարբերակները:
Մինչդեռ 1.5 մկմ իմպուլսային մանրաթելային լազերները սկզբնապես կարող են բարձրացնել LIDAR համակարգերի արժեքը՝ իրենց բարդ տեխնոլոգիայի շնորհիվ, արտադրության առաջընթացը և մասշտաբի տնտեսությունը, կանխատեսվում է, որ ժամանակի ընթացքում կնվազեցնեն ծախսերը: Դրանց առավելությունները՝ կատարողականի և անվտանգության առումով, համարվում են ներդրումը արդարացնող: 1.5 մկմ իմպուլսային մանրաթելային լազերների կողմից ապահովվող գերազանց կատարողականը և բարելավված անվտանգության առանձնահատկությունները դրանք դարձնում են արժեքավոր ներդրում ավտոմոբիլային LIDAR համակարգերի համար:.