საავტომობილო LiDAR-ის ფონი
2015 წლიდან 2020 წლამდე ქვეყანამ გამოსცა რამდენიმე დაკავშირებული პოლიტიკა, რომლებიც ფოკუსირებული იყო „ინტელექტუალური დაკავშირებული მანქანები„და“ავტონომიური მანქანები2020 წლის დასაწყისში, ერმა გამოსცა ორი გეგმა: ინტელექტუალური ავტომობილების ინოვაციისა და განვითარების სტრატეგია და ავტომობილების მართვის ავტომატიზაციის კლასიფიკაცია, რათა განემარტა ავტონომიური მართვის სტრატეგიული პოზიცია და მომავალი განვითარების მიმართულება.
მსოფლიო მასშტაბით მოქმედმა საკონსულტაციო ფირმა Yole Development-მა გამოაქვეყნა „ლიდარი საავტომობილო და სამრეწველო გამოყენებისთვის“ ინდუსტრიული კვლევის ანგარიში, რომელშიც აღნიშნულია, რომ საავტომობილო სფეროში ლიდარის ბაზარმა 2026 წლისთვის შეიძლება 5.7 მილიარდ აშშ დოლარს მიაღწიოს და მოსალოდნელია, რომ მომდევნო ხუთი წლის განმავლობაში წლიური ზრდის ტემპი 21%-ზე მეტს მიაღწევს.
რა არის საავტომობილო LiDAR?
LiDAR, ანუ Light Detection and Ranging, რევოლუციური ტექნოლოგიაა, რომელმაც გარდაქმნა საავტომობილო ინდუსტრია, განსაკუთრებით ავტონომიური მანქანების სფეროში. ის ფუნქციონირებს სამიზნისკენ სინათლის იმპულსების გამოსხივებით - ჩვეულებრივ ლაზერიდან - და იმ დროის გაზომვით, რომელიც სინათლის სენსორზე უკან დაბრუნებისთვის არის საჭირო. ეს მონაცემები შემდეგ გამოიყენება ავტომობილის გარშემო არსებული გარემოს დეტალური სამგანზომილებიანი რუკების შესაქმნელად.
LiDAR სისტემები ცნობილია თავისი სიზუსტითა და ობიექტების მაღალი სიზუსტით აღმოჩენის უნარით, რაც მათ ავტონომიური მართვის შეუცვლელ ინსტრუმენტად აქცევს. კამერებისგან განსხვავებით, რომლებიც ხილულ სინათლეზე არიან დამოკიდებული და შეიძლება გარკვეულ პირობებში, როგორიცაა დაბალი განათება ან მზის პირდაპირი სხივები, პრობლემები შეექმნათ, LiDAR სენსორები საიმედო მონაცემებს გვაწვდიან სხვადასხვა განათებისა და ამინდის პირობებში. გარდა ამისა, LiDAR-ის მანძილის ზუსტად გაზომვის უნარი საშუალებას იძლევა აღმოვაჩინოთ ობიექტები, მათი ზომა და სიჩქარეც კი, რაც გადამწყვეტია რთულ მართვის სცენარებში ნავიგაციისთვის.
LiDAR-ის მუშაობის პრინციპის დიაგრამა
LiDAR-ის გამოყენება ავტომატიზაციაში:
საავტომობილო ინდუსტრიაში LiDAR (სინათლის აღმოჩენისა და დიაპაზონის განსაზღვრის) ტექნოლოგია ძირითადად ორიენტირებულია მართვის უსაფრთხოების გაუმჯობესებასა და ავტონომიური მართვის ტექნოლოგიების განვითარებაზე. მისი ძირითადი ტექნოლოგია,ფრენის დრო (ToF), მუშაობს ლაზერული იმპულსების გამოსხივებით და იმ დროის გამოთვლით, რაც ამ იმპულსების დაბრკოლებებიდან უკან ასახვას სჭირდება. ეს მეთოდი წარმოქმნის მაღალი სიზუსტის „წერტილოვანი ღრუბლის“ მონაცემებს, რომელთა საშუალებითაც შესაძლებელია ავტომობილის გარშემო არსებული გარემოს დეტალური სამგანზომილებიანი რუკების შექმნა სანტიმეტრის დონის სიზუსტით, რაც ავტომობილებს განსაკუთრებულად ზუსტ სივრცულ ამოცნობის შესაძლებლობას სთავაზობს.
LiDAR ტექნოლოგიის გამოყენება საავტომობილო სექტორში ძირითადად შემდეგ სფეროებშია კონცენტრირებული:
ავტონომიური მართვის სისტემები:LiDAR ავტონომიური მართვის მოწინავე დონის მისაღწევად ერთ-ერთი მთავარი ტექნოლოგიაა. ის ზუსტად აღიქვამს ავტომობილის გარშემო არსებულ გარემოს, მათ შორის სხვა მანქანებს, ფეხით მოსიარულეებს, საგზაო ნიშნებსა და გზის პირობებს, რითაც ეხმარება ავტონომიურ მართვის სისტემებს სწრაფი და ზუსტი გადაწყვეტილებების მიღებაში.
მძღოლის დამხმარე სისტემების (ADAS) გაფართოებული მახასიათებლები:მძღოლის დახმარების სფეროში, LiDAR გამოიყენება ავტომობილის უსაფრთხოების მახასიათებლების გასაუმჯობესებლად, მათ შორის ადაპტური კრუიზ კონტროლის, საგანგებო დამუხრუჭების, ფეხით მოსიარულეთა ამოცნობის და დაბრკოლებების თავიდან აცილების ფუნქციების ჩათვლით.
ავტომობილის ნავიგაცია და პოზიციონირება:LiDAR-ის მიერ გენერირებული მაღალი სიზუსტის 3D რუკები მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ავტომობილის პოზიციონირების სიზუსტეს, განსაკუთრებით ურბანულ გარემოში, სადაც GPS სიგნალები შეზღუდულია.
მოძრაობის მონიტორინგი და მართვა:LiDAR-ის გამოყენება შესაძლებელია საგზაო მოძრაობის მონიტორინგისა და ანალიზისთვის, რაც ქალაქის საგზაო სისტემებს ეხმარება სიგნალის კონტროლის ოპტიმიზაციასა და საცობების შემცირებაში.
დისტანციური ზონდირებისთვის, დიაპაზონის დასადგენად, ავტომატიზაციისა და DTS-ისთვის და ა.შ.
გჭირდებათ უფასო კონსულტაცია?
საავტომობილო LiDAR-ის ტენდენციები
1. LiDAR-ის მინიატურიზაცია
საავტომობილო ინდუსტრიის ტრადიციული შეხედულების თანახმად, ავტონომიური მანქანები გარეგნულად არ უნდა განსხვავდებოდეს ჩვეულებრივი მანქანებისგან, რათა შენარჩუნდეს მართვის სიამოვნება და ეფექტური აეროდინამიკა. ამ პერსპექტივამ განაპირობა LiDAR სისტემების მინიატურიზაციის ტენდენცია. მომავლის იდეალია, რომ LiDAR იყოს საკმარისად პატარა, რათა შეუფერხებლად ინტეგრირდეს ავტომობილის კორპუსში. ეს ნიშნავს მექანიკური მბრუნავი ნაწილების მინიმიზაციას ან თუნდაც აღმოფხვრას, რაც თანხვედრაშია ინდუსტრიის თანდათანობით გადასვლასთან ამჟამინდელი ლაზერული სტრუქტურებიდან მყარი მდგომარეობის LiDAR გადაწყვეტილებებზე. მყარი მდგომარეობის LiDAR, მოძრავი ნაწილების გარეშე, გთავაზობთ კომპაქტურ, საიმედო და გამძლე გადაწყვეტას, რომელიც კარგად შეესაბამება თანამედროვე მანქანების ესთეტიკურ და ფუნქციურ მოთხოვნებს.
2. ჩაშენებული LiDAR გადაწყვეტილებები
ბოლო წლებში ავტონომიური მართვის ტექნოლოგიების განვითარებასთან ერთად, ზოგიერთმა LiDAR მწარმოებელმა დაიწყო საავტომობილო ნაწილების მომწოდებლებთან თანამშრომლობა, რათა შეემუშავებინათ გადაწყვეტილებები, რომლებიც LiDAR-ს ინტეგრირებენ ავტომობილის ნაწილებში, როგორიცაა ფარები. ეს ინტეგრაცია არა მხოლოდ LiDAR სისტემების დამალვას ემსახურება, ავტომობილის ესთეტიკური მიმზიდველობის შენარჩუნებით, არამედ სტრატეგიული განლაგების გამოყენებას LiDAR-ის ხედვის არეალისა და ფუნქციონალურობის ოპტიმიზაციისთვის. მსუბუქი ავტომობილებისთვის, მძღოლის დამხმარე სისტემების (ADAS) გარკვეული ფუნქციები მოითხოვს, რომ LiDAR ფოკუსირებული იყოს კონკრეტულ კუთხეებზე 360°-იანი ხედვის უზრუნველყოფის ნაცვლად. თუმცა, ავტონომიის უფრო მაღალი დონისთვის, როგორიცაა მე-4 დონე, უსაფრთხოების მოსაზრებები მოითხოვს 360°-იანი ჰორიზონტალური ხედვის არეალის არსებობას. ეს, სავარაუდოდ, გამოიწვევს მრავალპუნქტიანი კონფიგურაციების შექმნას, რაც უზრუნველყოფს ავტომობილის გარშემო სრულ დაფარვას.
3.ხარჯების შემცირება
LiDAR ტექნოლოგიის განვითარებასთან და წარმოების მასშტაბირებასთან ერთად, ხარჯები მცირდება, რაც შესაძლებელს ხდის ამ სისტემების დანერგვას უფრო ფართო სპექტრში, მათ შორის საშუალო კლასის მოდელებში. მოსალოდნელია, რომ LiDAR ტექნოლოგიის ეს დემოკრატიზაცია დააჩქარებს მოწინავე უსაფრთხოებისა და ავტონომიური მართვის ფუნქციების დანერგვას მთელ საავტომობილო ბაზარზე.
დღეს ბაზარზე არსებული LIDAR-ები ძირითადად 905 ნმ და 1550 ნმ/1535 ნმ LIDAR-ებია, თუმცა ფასის თვალსაზრისით უპირატესობა 905 ნმ-ს აქვს.
· 905 ნმ LiDARზოგადად, 905 ნმ LiDAR სისტემები უფრო იაფია კომპონენტების ფართოდ ხელმისაწვდომობისა და ამ ტალღის სიგრძესთან დაკავშირებული წარმოების პროცესების განვითარების გამო. ეს ფასის უპირატესობა 905 ნმ LiDAR-ს მიმზიდველს ხდის იმ აპლიკაციებისთვის, სადაც მანძილი და თვალის უსაფრთხოება ნაკლებად კრიტიკულია.
· 1550/1535 ნმ LiDAR1550/1535 ნმ სისტემების კომპონენტები, როგორიცაა ლაზერები და დეტექტორები, როგორც წესი, უფრო ძვირია, ნაწილობრივ იმიტომ, რომ ტექნოლოგია ნაკლებად არის გავრცელებული და კომპონენტები უფრო რთულია. თუმცა, უსაფრთხოებისა და მუშაობის თვალსაზრისით უპირატესობებმა შეიძლება გაამართლოს გარკვეული აპლიკაციების უფრო მაღალი ღირებულება, განსაკუთრებით ავტონომიურ მართვაში, სადაც შორ მანძილზე აღმოჩენა და უსაფრთხოება უმთავრესია.
[ბმული:დამატებითი ინფორმაცია 905 ნმ და 1550 ნმ/1535 ნმ LiDAR-ის შედარების შესახებ]
4. გაზრდილი უსაფრთხოება და გაუმჯობესებული ADAS
LiDAR ტექნოლოგია მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს მძღოლის დამხმარე სისტემების (ADAS) მუშაობას, რაც ავტომობილებს გარემოს ზუსტი რუკების შექმნის შესაძლებლობებს აძლევს. ეს სიზუსტე აუმჯობესებს უსაფრთხოების ისეთ ფუნქციებს, როგორიცაა შეჯახების თავიდან აცილება, ფეხით მოსიარულეთა ამოცნობა და ადაპტური კრუიზ კონტროლი, რაც ინდუსტრიას სრულად ავტონომიური მართვის მიღწევასთან უფრო ახლოს აყენებს.
ხშირად დასმული კითხვები
სატრანსპორტო საშუალებებში LIDAR სენსორები გამოყოფენ სინათლის იმპულსებს, რომლებიც აირეკლება ობიექტებიდან და უბრუნდება სენსორს. იმპულსების დაბრუნებისთვის საჭირო დრო გამოიყენება ობიექტებამდე მანძილის გამოსათვლელად. ეს ინფორმაცია ხელს უწყობს სატრანსპორტო საშუალების გარემოს დეტალური 3D რუკის შექმნას.
ტიპიური საავტომობილო LIDAR სისტემა შედგება ლაზერისგან, რომელიც გამოსცემს სინათლის იმპულსებს, სკანერისა და ოპტიკისგან იმპულსების მიმართულებით, ფოტოდეტექტორისგან, რომელიც აღბეჭდავს არეკლილ სინათლეს და დამუშავების ბლოკისგან, რომელიც აანალიზებს მონაცემებს და ქმნის გარემოს 3D წარმოდგენას.
დიახ, LIDAR-ს შეუძლია მოძრავი ობიექტების აღმოჩენა. ობიექტების პოზიციის ცვლილების დროთა განმავლობაში გაზომვით, LIDAR-ს შეუძლია მათი სიჩქარისა და ტრაექტორიის გამოთვლა.
LIDAR ინტეგრირებულია ავტომობილის უსაფრთხოების სისტემებში, რათა გააუმჯობესოს ისეთი ფუნქციები, როგორიცაა ადაპტური კრუიზ კონტროლი, შეჯახების თავიდან აცილება და ფეხით მოსიარულეთა ამოცნობა, მანძილის ზუსტი და საიმედო გაზომვებისა და ობიექტების ამოცნობის უზრუნველყოფით.
საავტომობილო LIDAR ტექნოლოგიის მიმდინარე განვითარება მოიცავს LIDAR სისტემების ზომისა და ღირებულების შემცირებას, მათი დიაპაზონისა და გარჩევადობის გაზრდას და მათ უფრო შეუფერხებლად ინტეგრირებას ავტომობილების დიზაინსა და ფუნქციონალში.
1.5 μm პულსური ბოჭკოვანი ლაზერი არის ლაზერული წყაროს ტიპი, რომელიც გამოიყენება საავტომობილო LIDAR სისტემებში და ასხივებს სინათლეს 1.5 მიკრომეტრის (μm) ტალღის სიგრძით. ის წარმოქმნის ინფრაწითელი სინათლის მოკლე იმპულსებს, რომლებიც გამოიყენება მანძილის გასაზომად ობიექტებზე ასახვით და LIDAR სენსორზე დაბრუნებით.
1.5 მკმ ტალღის სიგრძე გამოიყენება, რადგან ის თვალის უსაფრთხოებასა და ატმოსფეროში შეღწევას შორის კარგ ბალანსს უზრუნველყოფს. ამ ტალღის სიგრძის დიაპაზონში ლაზერები ნაკლებად აზიანებენ ადამიანის თვალს, ვიდრე უფრო მოკლე ტალღის სიგრძეზე გამოსხივებული ლაზერები და კარგად მუშაობენ სხვადასხვა ამინდის პირობებში.
მიუხედავად იმისა, რომ 1.5 μm ლაზერები ნისლსა და წვიმაში ხილულ სინათლეზე უკეთ მუშაობენ, მათი ატმოსფერული დაბრკოლებების შეღწევის უნარი მაინც შეზღუდულია. არახელსაყრელ ამინდის პირობებში მათი მუშაობა ზოგადად უფრო ეფექტურია, ვიდრე მოკლე ტალღის სიგრძის ლაზერების, მაგრამ არა ისეთი ეფექტური, როგორც გრძელი ტალღის სიგრძის ვარიანტების.
მიუხედავად იმისა, რომ 1.5 μm პულსირებული ბოჭკოვანი ლაზერები თავდაპირველად შეიძლება ზრდიდეს LIDAR სისტემების ღირებულებას მათი დახვეწილი ტექნოლოგიის გამო, მოსალოდნელია, რომ წარმოების განვითარება და მასშტაბის ეკონომია დროთა განმავლობაში შეამცირებს ხარჯებს. მათი სარგებელი მუშაობისა და უსაფრთხოების თვალსაზრისით ინვესტიციის გამართლებად ითვლება. 1.5 μm პულსირებული ბოჭკოვანი ლაზერების მიერ უზრუნველყოფილი უმაღლესი შესრულება და გაუმჯობესებული უსაფრთხოების მახასიათებლები მათ საავტომობილო LIDAR სისტემებისთვის მომგებიან ინვესტიციად აქცევს..