Что такое LiDAR?

3D LiDAR (June 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Новые технологические разработки позволяют LiDAR в самостоятельных автомобилях

Аляй Шаукат, писатель

Автономные транспортные средства являются потенциально жизненно важными технологиями и, если они будут усовершенствованы, могут значительно сократить число погибших, вызванных ошибкой оператора. Технология, которую эти автомобили используют для измерения и интерпретации окружающего мира, функционирует различными способами. Современные автономные транспортные средства полагаются главным образом на установленную технологию, известную как обнаружение света и дальность действия, или LiDAR.

Автомобильные аварии ежегодно вызывают 1, 3 миллиона смертельных случаев во всем мире, и, согласно статистическим данным США, 94% из них связаны исключительно с человеческой ошибкой. В период между 2014 и 2016 годами число погибших в автомобилях выросло на 14% в США, что, по мнению некоторых аналитиков, соответствует увеличению использования мобильных телефонов и отвлекающемуся вождению.

Что такое LiDAR?

LiDAR функционирует аналогично предыдущим реализациям радара и сонара с использованием лазеров, но LiDAR посылает высокочастотные импульсы света на длинах волн от 830 до 940 нм и вместо зеркала используется зеркало для сканирования лазера. Этот свет отскакивает назад к датчику, который интерпретирует сигнал и вычисляет расстояние, пройденное светом, путем измерения его диффузии. Таким образом, системы LiDAR позволяют автономным транспортным средствам обнаруживать препятствия или другие транспортные средства.

Ожидается, что в ближайшие несколько лет технология LiDAR будет быстро развиваться. По словам Yole Developpement, рынок автомобильных систем LiDAR, как ожидается, вырастет с 726 миллионов долларов в 2017 году до поразительного 5 миллиардов долларов в 2023 году. Этот бум в отрасли управляется множеством компаний, включая Mitsubishi, Nissan, Toyota и Denso, Согласно отчету Knowmade в январе 2017 года, более 30 000 изобретений, связанных с LiDAR, уже опубликованы.

Эволюция технологии LiDAR для автономных транспортных средств

LiDAR, несмотря на свою популярность, в настоящее время не является единственной автономной системой управления автомобилем. В настоящее время разрабатывается множество других технологий для увеличения LiDAR. Одной из таких новых технологий являются сканеры микроэлектромеханической системы (MEMS). Эти зеркала MEMS построены на основе предыдущих сканеров LiDAR, но с несколькими преимуществами.

Новые MEMS-сканеры как меньше, так и дешевле, чем предыдущие LiDAR, и используют лишь небольшую часть энергии. Они также более точны, используя два лазера, которые сканируют отдельные оси и отражают зеркало, а не используют один широкий лазер. Используя две оси, системы MEMS могут обнаруживать крошечные движения быстрее, чем предыдущие LiDAR, и могут дать автономным транспортным средствам более быстрое время реакции.

Другие компании, такие как XenomatiX и Continental, предлагают новый вид Flash LiDAR, в котором вся область освещена сразу, а не сканируется, уменьшая движущиеся части и снижая издержки производства. Другие компании пытаются продвигать LiDAR, увеличивая мощность лазера с 830 нм до гораздо более мощных 1550 нм - функции, которые могут обеспечить лучшую пылезащищенность и более точные показания в непредсказуемых условиях, таких как ливень.

Импульсная или непрерывная волна?

В то время как прямой LiDAR на основе импульсных импульсов быстро развивается, были созданы другие технологии, которые функционируют по совершенно другому принципу. В настоящее время разрабатываются методы измерения непрерывной волны, позволяющие детектировать гетеродин, процесс, который обнаруживает крошечные сдвиги фазы в инфракрасном свете, вызванные движением. Метод ранжирования фазового сдвига разрабатывается компаниями IFM и Beneweke, в то время как другие компании, такие как Oryx и Blackmore, изучают метод ранжирования с частотной модуляцией непрерывной волны (FMCW).

У разработчиков автономных транспортных средств в будущем будет выбор вариантов выбора. «В ландшафте IP доминируют одноуровневые и автопроизводители OEM-производителей, которые внесли вклад в разработку LiDAR для приложений ADAS (помощь при парковке, сигнализация от столкновения и т. Д.)», - объяснил д-р Пол Леклер, аналитик IP в Knowmade. «Среди пяти крупнейших патентообладателей четыре являются японцами - Denso, Mitsubishi, Nissan и Toyota. Основными японскими игроками являются производители автомобилей ».

Используя LiDAR с новыми технологиями модуляции и новым оборудованием, таким как сканеры MEMS, эти новые технологии могут использоваться вместе для создания более безопасных и надежных автономных транспортных средств на будущее. Мы можем ожидать, что в последующие годы появятся различные функции, которые разработчики будут продолжать изучать и применять эти технологии для автомобильной промышленности.

Учитывая растущий спрос на автомобили с самообслуживанием и многие из этих систем, которые уже развернуты, эта технология, вероятно, будет распространяться. Будущее путешествий будет автоматизировано и задействовано множество технологий от миллиметрового радара до LiDAR; избыточности, разработанные в этих системах, обеспечивают гораздо более безопасную среду путешествий.