خلفية Lidar السيارات
من عام 2015 إلى عام 2020 ، أصدرت البلاد العديد من السياسات ذات الصلة ، مع التركيز على "المركبات المتصلة الذكية' و 'المركبات المستقلة'. في بداية عام 2020 ، أصدرت الأمة خطتين: استراتيجية الابتكار والتطوير الذكي للسيارات وتصنيف أتمتة قيادة السيارات ، لتوضيح الموقف الاستراتيجي واتجاه التطوير المستقبلي للقيادة المستقلة.
ذكرت شركة Yole Development ، وهي شركة استشارية في جميع أنحاء العالم ، تقريرًا أبحاثًا صناعيًا مرتبطًا بـ "LIDAR للتطبيقات السيارات والصناعية" ، أن سوق Lidar في مجال السيارات يمكن أن يصل إلى 5.7 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2026 ، ومن المتوقع أن يتوسع معدل النمو السنوي المركبة إلى أكثر من 21 ٪ في السنوات الخمس المقبلة.
ما هو ليدار السيارات؟
LIDAR ، قصيرة للكشف عن الضوء وتراوحها ، هي تقنية ثورية حولت صناعة السيارات ، وخاصة في مجال المركبات المستقلة. إنه يعمل من خلال انبعاث نبضات الضوء - عادةً من الليزر - على الهدف وقياس الوقت الذي يستغرقه الضوء مرة أخرى إلى المستشعر. ثم يتم استخدام هذه البيانات لإنشاء خرائط مفصلة ثلاثية الأبعاد للبيئة حول السيارة.
تشتهر أنظمة Lidar بدقة وقدرتها على اكتشاف الأشياء ذات الدقة العالية ، مما يجعلها أداة لا غنى عنها للقيادة ذاتية الحكم. على عكس الكاميرات التي تعتمد على الضوء المرئي ويمكن أن تكافح في ظل ظروف معينة مثل الضوء المنخفض أو أشعة الشمس المباشرة ، توفر أجهزة استشعار Lidar بيانات موثوقة في مجموعة متنوعة من الإضاءة والظروف الجوية. علاوة على ذلك ، فإن قدرة Lidar على قياس المسافات تسمح بدقة بالكشف عن الكائنات وحجمها وحتى سرعتها ، وهو أمر بالغ الأهمية للانتقال إلى سيناريوهات القيادة المعقدة.
مخطط تدفق مبدأ العمل في LIDAR
تطبيقات Lidar في الأتمتة:
تركز تقنية LIDAR (الكشف عن الضوء وتراوحها) في صناعة السيارات بشكل أساسي على تعزيز سلامة القيادة والتقدم في تقنيات القيادة المستقلة. تقنيتها الأساسية ،وقت الرحلة (TOF)، تعمل من خلال انبعاث نبضات الليزر وحساب الوقت الذي يستغرقه هذه النبضات التي تنعكس مرة أخرى من العقبات. تنتج هذه الطريقة بيانات "Cloud Cloud" دقيقة للغاية ، والتي يمكن أن تنشئ خرائطًا مفصلة ثلاثية الأبعاد للبيئة حول السيارة بدقة على مستوى سنتيمتر ، مما يوفر قدرة على التعرف المكاني الدقيق بشكل استثنائي للسيارات.
يتركز تطبيق تقنية LIDAR في قطاع السيارات بشكل أساسي في المناطق التالية:
أنظمة القيادة المستقلة:LIDAR هي واحدة من التقنيات الرئيسية لتحقيق مستويات متقدمة من القيادة المستقلة. إنها تتصور على وجه التحديد البيئة المحيطة بالسيارة ، بما في ذلك المركبات الأخرى والمشاة وعلامات الطرق وظروف الطرق ، وبالتالي مساعدة أنظمة القيادة المستقلة في اتخاذ قرارات سريعة ودقيقة.
أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS):في عالم مساعدة السائق ، يتم استخدام LIDAR لتحسين ميزات سلامة المركبات ، بما في ذلك التحكم في التطواف التكيفية ، والكبح في حالات الطوارئ ، واكتشاف المشاة ، ووظائف تجنب العقبات.
مركبة الملاحة وتحديد المواقع:يمكن للخرائط ثلاثية الأبعاد ذات الدقة العالية التي تم إنشاؤها بواسطة LIDAR تعزيز دقة وضع السيارة بشكل كبير ، وخاصة في البيئات الحضرية حيث تكون إشارات GPS محدودة.
مراقبة حركة المرور والإدارة:يمكن استخدام Lidar لمراقبة وتحليل تدفق حركة المرور ، ومساعدة أنظمة حركة المرور في المدينة في تحسين التحكم في الإشارات وتقليل الازدحام.
للاستشعار عن بُعد وربط المدى والأتمتة و DTS ، إلخ.
هل تحتاج إلى استشارة مجانية؟
الاتجاهات نحو ليدار السيارات
1. تصغير LIDAR
يرى المنظر التقليدي لصناعة السيارات أن المركبات المستقلة يجب ألا تختلف في المظهر من السيارات التقليدية للحفاظ على متعة القيادة والديناميكا الهوائية الفعالة. وقد دفع هذا المنظور الاتجاه نحو أنظمة LIDAR المصغرة. المثل الأعلى في المستقبل هو أن يكون Lidar صغيرًا بما يكفي ليتم دمجه بسلاسة في جسم السيارة. هذا يعني تقليل الأجزاء الدوارة الميكانيكية أو حتى القضاء على ، وهو تحول يتماشى مع الانتقال التدريجي للصناعة بعيدًا عن هياكل الليزر الحالية نحو حلول Lidar ذات الحالة الصلبة. يوفر Lidar الحالة الصلبة ، الخالية من الأجزاء المتحركة ، حلًا مضغوطًا وموثوقًا ودائمًا يتناسب بشكل جيد مع المتطلبات الجمالية والوظيفية للمركبات الحديثة.
2. حلول Lidar المضمنة
مع تقدم تقنيات القيادة المستقلة في السنوات الأخيرة ، بدأت بعض الشركات المصنعة LIDAR في التعاون مع موردي قطع غيار السيارات لتطوير حلول تدمج LIDAR في أجزاء من السيارة ، مثل المصابيح الأمامية. هذا التكامل لا يعمل فقط على إخفاء أنظمة LIDAR ، والحفاظ على جاذبية السيارة الجمالية ، ولكن أيضًا يستفيد من الموضع الاستراتيجي لتحسين مجال الرؤية والوظائف في Lidar. بالنسبة لمركبات الركاب ، تتطلب وظائف أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS) ليدار التركيز على زوايا محددة بدلاً من توفير عرض 360 درجة. ومع ذلك ، بالنسبة لمستويات أعلى من الحكم الذاتي ، مثل المستوى 4 ، تتطلب اعتبارات السلامة مجال رؤية أفقي 360 درجة. من المتوقع أن يؤدي ذلك إلى تكوينات متعددة النقاط تضمن التغطية الكاملة حول السيارة.
3.تخفيض التكلفة
نظرًا لأن تقنية LIDAR تنضج ومقاييس الإنتاج ، فإن التكاليف تنخفض ، مما يجعل من الممكن دمج هذه الأنظمة في مجموعة واسعة من المركبات ، بما في ذلك النماذج متوسطة المدى. من المتوقع أن يؤدي هذا الديمقراطية لتكنولوجيا Lidar إلى تسريع اعتماد ميزات السلامة المتقدمة والقيادة المستقلة في سوق السيارات.
يبلغ عدد Lidars في السوق اليوم 905 نانومتر و 1550 نانومتر/1535 نانومتر ، ولكن من حيث التكلفة ، يتمتع 905nm بميزة.
· 905nm Lidar: بشكل عام ، تكون أنظمة Lidar 905nm أقل تكلفة بسبب توفر المكونات الواسعة النطاق وعمليات التصنيع الناضجة المرتبطة بهذا الطول الموجي. تجعل ميزة التكلفة هذه 905nm Lidar جذابة للتطبيقات التي تكون فيها النطاق والسلامة العين أقل أهمية.
· 1550/1535nm lidar: تميل مكونات أنظمة 1550/1535NM ، مثل الليزر والكاشفات ، إلى أن تكون أكثر تكلفة ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن التكنولوجيا أقل انتشارًا والمكونات أكثر تعقيدًا. ومع ذلك ، فإن الفوائد من حيث السلامة والأداء قد تبرر التكلفة العالية لتطبيقات معينة ، وخاصة في القيادة المستقلة حيث يكون الكشف عن أمان طويل المدى أمرًا بالغ الأهمية.
[وصلة:اقرأ المزيد حول المقارنة بين 905nm و 1550nm/1535nm lidar]
4. زيادة السلامة وتعزيز ADAS
تعزز تقنية LIDAR بشكل كبير أداء أنظمة المساعدة المتقدمة للسوائل (ADAS) ، مما يوفر للمركبات قدرات رسم الخرائط البيئية الدقيقة. تعمل هذه الدقة على تحسين ميزات السلامة مثل تجنب الاصطدام ، والكشف عن المشاة ، والتحكم في التطواف التكيفية ، مما يدفع الصناعة بالقرب من تحقيق القيادة المستقلة الكاملة.
الأسئلة الشائعة
في المركبات ، تنبعث مستشعرات Lidar من نبضات الضوء ترتد على الأشياء والعودة إلى المستشعر. يتم استخدام الوقت الذي يستغرقه إرجاع النبضات لحساب المسافة إلى الكائنات. تساعد هذه المعلومات على إنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد مفصلة لمحيط السيارة.
يتكون نظام LIDAR النموذجي للسيارات من ليزر لإبعاد نبضات الضوء ، والماسح الضوئي والبصريات لتوجيه النبضات ، ومساح ضوئي لالتقاط الضوء المنعكس ، ووحدة معالجة لتحليل البيانات وإنشاء تمثيل ثلاثي الأبعاد للبيئة.
نعم ، يمكن ليدار اكتشاف الكائنات المتحركة. من خلال قياس التغيير في موضع الكائنات بمرور الوقت ، يمكن ليدار حساب سرعتها ومسارها.
تم دمج LIDAR في أنظمة سلامة المركبات لتعزيز ميزات مثل التحكم في التطواف التكيفية ، وتجنب الاصطدام ، والكشف عن المشاة من خلال توفير قياسات دقيقة وموثوقة واكتشاف الكائنات.
تشمل التطورات المستمرة في تقنية Lidar للسيارات تقليل حجم وتكلفة أنظمة LIDAR ، وزيادة نطاقها ودقةها ، ودمجها بسلاسة في تصميم السيارات ووظائفها.
ليزر الألياف النبضي 1.5μm هو نوع من مصدر الليزر المستخدم في أنظمة Lidar السيارات التي تنبعث من الضوء عند طول موجة 1.5 ميكرومتر (ميكرون). إنه يولد نبضات قصيرة من ضوء الأشعة تحت الحمراء المستخدمة لقياس المسافات عن طريق كذاب الكائنات والعودة إلى مستشعر Lidar.
يتم استخدام الطول الموجي 1.5μm لأنه يوفر توازنًا جيدًا بين سلامة العين والاختراق في الغلاف الجوي. من غير المرجح أن تسبب الليزر في نطاق الطول الموجي هذا ضررًا للعيون البشرية من تلك التي تنبعث منها في أطوال موجية أقصر ويمكن أن تؤدي أداءً جيدًا في مختلف الظروف الجوية.
في حين أن ليزر 1.5 ميكرون يؤدي أداء أفضل من الضوء المرئي في الضباب والمطر ، فإن قدرتها على اختراق العقبات في الغلاف الجوي لا تزال محدودة. الأداء في الظروف الجوية الضارة أفضل عمومًا من أشعة الليزر ذات الطول الموجي الأقصر ولكن ليس فعالًا مثل خيارات الطول الموجي الأطول.
في حين أن ليزر الألياف النبضي 1.5 ميكرون قد تزيد في البداية من تكلفة أنظمة LIDAR بسبب تقنيتها المتطورة ، من المتوقع أن تقلل التطورات في التصنيع واقتصادات الحجم من التكاليف بمرور الوقت. تعتبر فوائدها من حيث الأداء والسلامة تبرير الاستثمار. الأداء المتفوق وميزات السلامة المعززة التي توفرها ليزر الألياف النابضة 1.5 ميكرون تجعلها استثمارًا مفيدًا لأنظمة LIDAR للسيارات.