Antecedents del LiDAR per a l'automoció
Del 2015 al 2020, el país va emetre diverses polítiques relacionades, centrades en...vehicles intel·ligents connectats' i 'vehicles autònomsA principis del 2020, el país va publicar dos plans: l'Estratègia d'Innovació i Desenvolupament de Vehicles Intel·ligents i la Classificació de l'Automatització de la Conducció d'Automòbils, per aclarir la posició estratègica i la direcció de desenvolupament futur de la conducció autònoma.
Yole Development, una consultora mundial, ha publicat un informe d'investigació del sector associat amb el "Lidar per a aplicacions automotrius i industrials", que menciona que el mercat lidar en el camp de l'automoció pot arribar als 5.700 milions de dòlars americans el 2026 i que s'espera que la taxa de creixement anual composta pugui augmentar a més del 21% en els propers cinc anys.
Què és el LiDAR per a automoció?
LiDAR, abreviatura de Light Detection and Ranging (Detecció i Distància de Llum), és una tecnologia revolucionària que ha transformat la indústria de l'automoció, especialment en l'àmbit dels vehicles autònoms. Funciona emetent polsos de llum, generalment des d'un làser, cap a l'objectiu i mesurant el temps que triga la llum a rebotar al sensor. Aquestes dades s'utilitzen per crear mapes tridimensionals detallats de l'entorn que envolta el vehicle.
Els sistemes LiDAR són coneguts per la seva precisió i capacitat per detectar objectes amb alta exactitud, cosa que els converteix en una eina indispensable per a la conducció autònoma. A diferència de les càmeres que depenen de la llum visible i que poden tenir dificultats en determinades condicions com ara poca llum o llum solar directa, els sensors LiDAR proporcionen dades fiables en una varietat de condicions d'il·luminació i meteorològiques. A més, la capacitat del LiDAR per mesurar distàncies amb precisió permet la detecció d'objectes, la seva mida i fins i tot la seva velocitat, cosa que és crucial per navegar per escenaris de conducció complexos.
Diagrama de flux del principi de funcionament del LiDAR
Aplicacions LiDAR en automatització:
La tecnologia LiDAR (Detecció i Localització de la Llum) en la indústria de l'automoció se centra principalment en millorar la seguretat de la conducció i fer avançar les tecnologies de conducció autònoma. La seva tecnologia principal,Temps de vol (ToF), funciona emetent polsos làser i calculant el temps que triguen aquests polsos a reflectir-se des dels obstacles. Aquest mètode produeix dades de "núvol de punts" d'alta precisió, que poden crear mapes tridimensionals detallats de l'entorn que envolta el vehicle amb una precisió centimètrica, oferint una capacitat de reconeixement espacial excepcionalment precisa per als automòbils.
L'aplicació de la tecnologia LiDAR en el sector de l'automoció es concentra principalment en les següents àrees:
Sistemes de conducció autònoma:El LiDAR és una de les tecnologies clau per aconseguir nivells avançats de conducció autònoma. Percebeix amb precisió l'entorn que envolta el vehicle, incloent-hi altres vehicles, vianants, senyals de trànsit i condicions de la carretera, ajudant així els sistemes de conducció autònoma a prendre decisions ràpides i precises.
Sistemes avançats d'assistència al conductor (ADAS):En l'àmbit de l'assistència al conductor, el LiDAR s'utilitza per millorar les funcions de seguretat del vehicle, com ara el control de creuer adaptatiu, la frenada d'emergència, la detecció de vianants i les funcions per evitar obstacles.
Navegació i posicionament de vehicles:Els mapes 3D d'alta precisió generats per LiDAR poden millorar significativament la precisió del posicionament dels vehicles, especialment en entorns urbans on els senyals GPS són limitats.
Monitorització i gestió del trànsit:El LiDAR es pot utilitzar per monitoritzar i analitzar el flux de trànsit, ajudant els sistemes de trànsit urbà a optimitzar el control de senyals i reduir la congestió.
Per a teledetecció, telemetria, automatització i DTS, etc.
Necessiteu una consulta gratuïta?
Tendències cap al LiDAR per a l'automoció
1. Miniaturització LiDAR
La visió tradicional de la indústria de l'automoció sosté que els vehicles autònoms no haurien de diferir en aparença dels cotxes convencionals per mantenir el plaer de conduir i l'aerodinàmica eficient. Aquesta perspectiva ha impulsat la tendència cap a la miniaturització dels sistemes LiDAR. L'ideal futur és que el LiDAR sigui prou petit per integrar-se perfectament a la carrosseria del vehicle. Això significa minimitzar o fins i tot eliminar les peces mecàniques giratòries, un canvi que s'alinea amb l'allunyament gradual de la indústria de les estructures làser actuals cap a solucions LiDAR d'estat sòlid. El LiDAR d'estat sòlid, sense peces mòbils, ofereix una solució compacta, fiable i duradora que s'adapta bé als requisits estètics i funcionals dels vehicles moderns.
2. Solucions LiDAR integrades
A mesura que les tecnologies de conducció autònoma han avançat en els darrers anys, alguns fabricants de LiDAR han començat a col·laborar amb proveïdors de peces d'automòbils per desenvolupar solucions que integrin el LiDAR en parts del vehicle, com ara els fars. Aquesta integració no només serveix per ocultar els sistemes LiDAR, mantenint l'atractiu estètic del vehicle, sinó que també aprofita la col·locació estratègica per optimitzar el camp de visió i la funcionalitat del LiDAR. Per als vehicles de passatgers, certes funcions dels sistemes avançats d'assistència al conductor (ADAS) requereixen que el LiDAR se centri en angles específics en lloc de proporcionar una vista de 360°. Tanmateix, per a nivells més alts d'autonomia, com ara el Nivell 4, les consideracions de seguretat requereixen un camp de visió horitzontal de 360°. S'espera que això porti a configuracions multipunt que garanteixin una cobertura completa al voltant del vehicle.
3.Reducció de costos
A mesura que la tecnologia LiDAR madura i la producció augmenta, els costos disminueixen, cosa que fa factible incorporar aquests sistemes a una gamma més àmplia de vehicles, inclosos els models de gamma mitjana. S'espera que aquesta democratització de la tecnologia LiDAR acceleri l'adopció de funcions avançades de seguretat i conducció autònoma a tot el mercat de l'automòbil.
Els LIDAR que hi ha al mercat actualment són majoritàriament de 905 nm i 1550 nm/1535 nm, però pel que fa al cost, el de 905 nm té l'avantatge.
· LiDAR de 905 nmGeneralment, els sistemes LiDAR de 905 nm són menys costosos a causa de la gran disponibilitat de components i els processos de fabricació madurs associats amb aquesta longitud d'ona. Aquest avantatge de cost fa que el LiDAR de 905 nm sigui atractiu per a aplicacions on l'abast i la seguretat ocular són menys importants.
· LiDAR de 1550/1535 nmEls components per a sistemes de 1550/1535 nm, com ara làsers i detectors, solen ser més cars, en part perquè la tecnologia està menys estesa i els components són més complexos. Tanmateix, els beneficis en termes de seguretat i rendiment poden justificar el cost més elevat per a certes aplicacions, especialment en la conducció autònoma, on la detecció a llarg abast i la seguretat són primordials.
[Enllaç:Més informació sobre la comparació entre LiDAR de 905 nm i 1550 nm/1535 nm]
4. Major seguretat i ADAS millorat
La tecnologia LiDAR millora significativament el rendiment dels sistemes avançats d'assistència al conductor (ADAS), proporcionant als vehicles capacitats de mapatge ambiental precises. Aquesta precisió millora les funcions de seguretat com ara la prevenció de col·lisions, la detecció de vianants i el control de creuer adaptatiu, cosa que acosta la indústria a aconseguir una conducció totalment autònoma.
Preguntes freqüents
En els vehicles, els sensors LIDAR emeten polsos de llum que reboten en els objectes i tornen al sensor. El temps que triguen els polsos a tornar s'utilitza per calcular la distància als objectes. Aquesta informació ajuda a crear un mapa 3D detallat de l'entorn del vehicle.
Un sistema LIDAR típic per a automoció consisteix en un làser per emetre polsos de llum, un escàner i una òptica per dirigir els polsos, un fotodetector per capturar la llum reflectida i una unitat de processament per analitzar les dades i crear una representació 3D de l'entorn.
Sí, el LIDAR pot detectar objectes en moviment. En mesurar el canvi de posició dels objectes al llarg del temps, el LIDAR pot calcular la seva velocitat i trajectòria.
El LIDAR s'integra en els sistemes de seguretat dels vehicles per millorar funcions com el control de creuer adaptatiu, l'evitació de col·lisions i la detecció de vianants, proporcionant mesures de distància precises i fiables i detecció d'objectes.
Els desenvolupaments continus en la tecnologia LIDAR per a automoció inclouen la reducció de la mida i el cost dels sistemes LIDAR, l'augment del seu abast i resolució, i la seva integració més perfecta en el disseny i la funcionalitat dels vehicles.
[enllaç:Paràmetres clau del làser LIDAR]
Un làser de fibra pulsada d'1,5 μm és un tipus de font làser utilitzada en sistemes LIDAR d'automoció que emet llum a una longitud d'ona d'1,5 micròmetres (μm). Genera polsos curts de llum infraroja que s'utilitzen per mesurar distàncies rebotant en objectes i tornant al sensor LIDAR.
La longitud d'ona d'1,5 μm s'utilitza perquè ofereix un bon equilibri entre la seguretat ocular i la penetració atmosfèrica. Els làsers en aquest rang de longitud d'ona tenen menys probabilitats de causar danys als ulls humans que els que emeten a longituds d'ona més curtes i poden funcionar bé en diverses condicions meteorològiques.
Tot i que els làsers d'1,5 μm tenen un millor rendiment que la llum visible en la boira i la pluja, la seva capacitat per penetrar els obstacles atmosfèrics encara és limitada. El rendiment en condicions meteorològiques adverses és generalment millor que el dels làsers de longitud d'ona més curta, però no tan eficaç com les opcions de longitud d'ona més llarga.
Tot i que els làsers de fibra pulsada d'1,5 μm poden augmentar inicialment el cost dels sistemes LIDAR a causa de la seva tecnologia sofisticada, s'espera que els avenços en la fabricació i les economies d'escala redueixin els costos amb el temps. Els seus beneficis en termes de rendiment i seguretat es consideren com a justificants de la inversió. El rendiment superior i les característiques de seguretat millorades que proporcionen els làsers de fibra pulsada d'1,5 μm els converteixen en una inversió que val la pena per als sistemes LIDAR d'automoció..