پیشینه لیدار خودرو
از سال ۲۰۱۵ تا ۲۰۲۰، این کشور چندین سیاست مرتبط با تمرکز بر «وسایل نقلیه متصل هوشمند' و 'وسایل نقلیه خودراندر آغاز سال ۲۰۲۰، کشور دو طرح منتشر کرد: استراتژی نوآوری و توسعه خودروهای هوشمند و طبقهبندی اتوماسیون رانندگی خودرو، تا جایگاه استراتژیک و جهت توسعه آینده رانندگی خودران را روشن کند.
شرکت مشاوره جهانی Yole Development، گزارشی از تحقیقات صنعتی مرتبط با «لیدار برای کاربردهای خودرو و صنعتی» منتشر کرد و در آن اشاره کرد که بازار لیدار در حوزه خودرو میتواند تا سال ۲۰۲۶ به ۵.۷ میلیارد دلار آمریکا برسد و انتظار میرود نرخ رشد مرکب سالانه در پنج سال آینده به بیش از ۲۱ درصد افزایش یابد.
لیدار خودرو چیست؟
لیدار (LiDAR)، مخفف عبارت Light Detection and Ranging، یک فناوری انقلابی است که صنعت خودروسازی، به ویژه در حوزه وسایل نقلیه خودران را متحول کرده است. این فناوری با انتشار پالسهای نور - معمولاً از لیزر - به سمت هدف و اندازهگیری زمان بازگشت نور به حسگر، عمل میکند. سپس از این دادهها برای ایجاد نقشههای سهبعدی دقیق از محیط اطراف خودرو استفاده میشود.
سیستمهای لیدار به دلیل دقت و تواناییشان در تشخیص اشیاء با دقت بالا مشهور هستند و همین امر آنها را به ابزاری ضروری برای رانندگی خودکار تبدیل میکند. برخلاف دوربینهایی که به نور مرئی متکی هستند و میتوانند در شرایط خاصی مانند نور کم یا نور مستقیم خورشید با مشکل مواجه شوند، حسگرهای لیدار دادههای قابل اعتمادی را در شرایط نوری و آب و هوایی مختلف ارائه میدهند. علاوه بر این، توانایی لیدار در اندازهگیری دقیق فواصل، امکان تشخیص اشیاء، اندازه و حتی سرعت آنها را فراهم میکند که برای پیمایش سناریوهای پیچیده رانندگی بسیار مهم است.


نمودار جریان اصول کار لیدار
کاربردهای لیدار در اتوماسیون:
فناوری لیدار (تشخیص و مسافتیابی نور) در صنعت خودرو در درجه اول بر افزایش ایمنی رانندگی و پیشرفت فناوریهای رانندگی خودکار متمرکز است. فناوری اصلی آن،زمان پرواز (ToF)، با انتشار پالسهای لیزری و محاسبه زمان لازم برای بازتاب این پالسها از موانع کار میکند. این روش دادههای "ابر نقطهای" بسیار دقیقی تولید میکند که میتواند نقشههای سهبعدی دقیقی از محیط اطراف وسیله نقلیه را با دقت در سطح سانتیمتر ایجاد کند و قابلیت تشخیص مکانی فوقالعاده دقیقی را برای خودروها ارائه دهد.
کاربرد فناوری لیدار در بخش خودرو عمدتاً در زمینههای زیر متمرکز است:
سیستمهای رانندگی خودران:لیدار یکی از فناوریهای کلیدی برای دستیابی به سطوح پیشرفته رانندگی خودکار است. این فناوری به طور دقیق محیط اطراف خودرو، از جمله سایر وسایل نقلیه، عابران پیاده، علائم راهنمایی و رانندگی و شرایط جاده را درک میکند و در نتیجه به سیستمهای رانندگی خودکار در تصمیمگیری سریع و دقیق کمک میکند.
سیستمهای پیشرفته کمک راننده (ADAS):در حوزه کمک راننده، از لیدار برای بهبود ویژگیهای ایمنی خودرو، از جمله کروز کنترل تطبیقی، ترمز اضطراری، تشخیص عابر پیاده و عملکردهای اجتناب از برخورد با مانع استفاده میشود.
ناوبری و موقعیتیابی خودرو:نقشههای سهبعدی با دقت بالا که توسط لیدار تولید میشوند، میتوانند دقت موقعیتیابی خودرو را به طور قابل توجهی افزایش دهند، به خصوص در محیطهای شهری که سیگنالهای GPS محدود هستند.
نظارت و مدیریت ترافیک:لیدار میتواند برای نظارت و تحلیل جریان ترافیک، کمک به سیستمهای ترافیک شهری در بهینهسازی کنترل سیگنال و کاهش ازدحام مورد استفاده قرار گیرد.
برای سنجش از دور، مسافتیابی، اتوماسیون و DTS و غیره.
به مشاوره رایگان نیاز دارید؟
روندهای لیدار خودرو
۱. کوچکسازی لیدار
دیدگاه سنتی صنعت خودرو این است که خودروهای خودران نباید از نظر ظاهری با خودروهای معمولی متفاوت باشند تا لذت رانندگی و آیرودینامیک کارآمد حفظ شود. این دیدگاه، روند کوچکسازی سیستمهای لیدار را پیش برده است. ایدهآل آینده این است که لیدار به اندازهای کوچک باشد که بتوان آن را به طور یکپارچه در بدنه خودرو ادغام کرد. این به معنای به حداقل رساندن یا حتی حذف قطعات مکانیکی چرخان است، تغییری که با حرکت تدریجی صنعت از ساختارهای لیزری فعلی به سمت راهحلهای لیدار حالت جامد همسو است. لیدار حالت جامد، عاری از قطعات متحرک، یک راهحل جمع و جور، قابل اعتماد و بادوام ارائه میدهد که به خوبی با الزامات زیباییشناختی و عملکردی خودروهای مدرن مطابقت دارد.
۲. راهکارهای لیدار جاسازیشده
با پیشرفت فناوریهای رانندگی خودکار در سالهای اخیر، برخی از تولیدکنندگان لیدار (LiDAR) همکاری با تأمینکنندگان قطعات خودرو را برای توسعه راهحلهایی که لیدار را در بخشهایی از خودرو، مانند چراغهای جلو، ادغام میکنند، آغاز کردهاند. این ادغام نه تنها به پنهان کردن سیستمهای لیدار و حفظ جذابیت زیباییشناختی خودرو کمک میکند، بلکه از قرارگیری استراتژیک برای بهینهسازی میدان دید و عملکرد لیدار نیز بهره میبرد. برای خودروهای سواری، برخی از عملکردهای سیستمهای پیشرفته کمک راننده (ADAS) مستلزم آن است که لیدار به جای ارائه دید ۳۶۰ درجه، بر زوایای خاص تمرکز کند. با این حال، برای سطوح بالاتر خودران، مانند سطح ۴، ملاحظات ایمنی مستلزم میدان دید افقی ۳۶۰ درجه است. انتظار میرود این امر منجر به پیکربندیهای چند نقطهای شود که پوشش کامل اطراف خودرو را تضمین میکند.
۳.کاهش هزینه
با بلوغ فناوری لیدار و افزایش مقیاس تولید، هزینهها در حال کاهش هستند و این امر، گنجاندن این سیستمها را در طیف وسیعتری از خودروها، از جمله مدلهای میانرده، امکانپذیر میسازد. انتظار میرود این همگانیسازی فناوری لیدار، پذیرش ویژگیهای ایمنی پیشرفته و رانندگی خودکار را در بازار خودرو تسریع کند.
لیدارهای موجود در بازار امروز عمدتاً لیدارهای ۹۰۵ نانومتری و ۱۵۵۰ نانومتری/۱۵۳۵ نانومتری هستند، اما از نظر هزینه، ۹۰۵ نانومتری مزیت دارد.
· لیدار ۹۰۵ نانومتریبه طور کلی، سیستمهای لیدار ۹۰۵ نانومتری به دلیل دسترسی گسترده به قطعات و فرآیندهای تولید پیشرفته مرتبط با این طول موج، ارزانتر هستند. این مزیت هزینه، لیدار ۹۰۵ نانومتری را برای کاربردهایی که برد و ایمنی چشم اهمیت کمتری دارند، جذاب میکند.
· لیدار ۱۵۵۰/۱۵۳۵ نانومتراجزای سیستمهای ۱۵۵۰/۱۵۳۵ نانومتر، مانند لیزرها و آشکارسازها، معمولاً گرانتر هستند، تا حدودی به این دلیل که این فناوری کمتر رایج است و اجزا پیچیدهتر هستند. با این حال، مزایای آن از نظر ایمنی و عملکرد ممکن است هزینه بالاتر را برای برخی از کاربردها، به ویژه در رانندگی خودکار که تشخیص و ایمنی در برد طولانی بسیار مهم است، توجیه کند.
[لینک:درباره مقایسه بین لیدار ۹۰۵ نانومتر و ۱۵۵۰ نانومتر/۱۵۳۵ نانومتر بیشتر بخوانید]
۴. افزایش ایمنی و بهبود سیستمهای پیشرفتهی کمکرانندهی پیشرفته (ADAS)
فناوری لیدار (LiDAR) به طور قابل توجهی عملکرد سیستمهای پیشرفته کمک راننده (ADAS) را افزایش میدهد و قابلیتهای نقشهبرداری دقیق از محیط را برای وسایل نقلیه فراهم میکند. این دقت، ویژگیهای ایمنی مانند جلوگیری از برخورد، تشخیص عابر پیاده و کروز کنترل تطبیقی را بهبود میبخشد و صنعت را به دستیابی به رانندگی کاملاً خودران نزدیکتر میکند.
سوالات متداول
در وسایل نقلیه، حسگرهای LIDAR پالسهای نوری منتشر میکنند که به اشیاء برخورد کرده و به حسگر بازمیگردند. مدت زمان لازم برای بازگشت پالسها برای محاسبه فاصله تا اشیاء استفاده میشود. این اطلاعات به ایجاد یک نقشه سهبعدی دقیق از محیط اطراف وسیله نقلیه کمک میکند.
یک سیستم لیدار (LIDAR) معمولی خودرو شامل یک لیزر برای انتشار پالسهای نوری، یک اسکنر و اپتیک برای هدایت پالسها، یک آشکارساز نوری برای ثبت نور منعکس شده و یک واحد پردازش برای تجزیه و تحلیل دادهها و ایجاد یک نمایش سهبعدی از محیط است.
بله، لیدار میتواند اشیاء متحرک را تشخیص دهد. با اندازهگیری تغییر موقعیت اشیاء در طول زمان، لیدار میتواند سرعت و مسیر آنها را محاسبه کند.
لیدار (LIDAR) با سیستمهای ایمنی خودرو ادغام شده است تا با ارائه اندازهگیریهای دقیق و قابل اعتماد فاصله و تشخیص اشیا، ویژگیهایی مانند کروز کنترل تطبیقی، جلوگیری از برخورد و تشخیص عابر پیاده را بهبود بخشد.
پیشرفتهای مداوم در فناوری لیدار خودرو شامل کاهش اندازه و هزینه سیستمهای لیدار، افزایش برد و وضوح آنها و ادغام یکپارچهتر آنها در طراحی و عملکرد خودروها میشود.
[لینک:پارامترهای کلیدی لیزر لیدار]
لیزر فیبری پالسی ۱.۵ میکرومتری نوعی منبع لیزر است که در سیستمهای لیدار خودرو استفاده میشود و نوری با طول موج ۱.۵ میکرومتر (μm) ساطع میکند. این لیزر، پالسهای کوتاهی از نور مادون قرمز تولید میکند که با بازتاب از اجسام و بازگشت به حسگر لیدار، برای اندازهگیری فاصله استفاده میشوند.
طول موج ۱.۵ میکرومتر به این دلیل استفاده میشود که تعادل خوبی بین ایمنی چشم و نفوذ جوی برقرار میکند. لیزرهای موجود در این محدوده طول موج، نسبت به لیزرهایی که طول موجهای کوتاهتری ساطع میکنند، احتمال آسیب رساندن به چشم انسان را کمتر دارند و میتوانند در شرایط آب و هوایی مختلف عملکرد خوبی داشته باشند.
اگرچه لیزرهای ۱.۵ میکرومتری در مه و باران عملکرد بهتری نسبت به نور مرئی دارند، اما توانایی آنها در نفوذ به موانع جوی هنوز محدود است. عملکرد در شرایط نامساعد جوی عموماً بهتر از لیزرهای با طول موج کوتاهتر است اما به اندازه گزینههای با طول موج بلندتر مؤثر نیست.
اگرچه لیزرهای فیبری پالسی ۱.۵ میکرومتری ممکن است در ابتدا به دلیل فناوری پیشرفته خود، هزینه سیستمهای لیدار را افزایش دهند، اما انتظار میرود پیشرفت در تولید و صرفهجویی به مقیاس، هزینهها را به مرور زمان کاهش دهد. مزایای آنها از نظر عملکرد و ایمنی، سرمایهگذاری را توجیه میکند. عملکرد برتر و ویژگیهای ایمنی پیشرفته ارائه شده توسط لیزرهای فیبری پالسی ۱.۵ میکرومتری، آنها را به یک سرمایهگذاری ارزشمند برای سیستمهای لیدار خودرو تبدیل میکند..