Automobilių lidaras ir kaip jis veikia

Kas yra Lidar (LiDAR)? „Lidar“ sujungia radaro nuotolio nustatymo galimybes su kameros kampine skiriamąja geba, kad užtikrintų tikslų gylį suvokiantį jutimą, kad vaizdas būtų užbaigtas (1 pav.).

1 pav. Fotoaparatai, radaras ir lidaras yra trys pasirinktos autonominio vairavimo technologijos. (Vaizdo kreditas: ADI)

Vaizdinė dalis rodo kameros arba vairuotojo matomumą, objektų klasifikaciją ir šoninę skiriamąją gebą. Tamsa ir oro sąlygos, tokios kaip sniegas, dulkės ar lietus, gali pabloginti šiuos gebėjimus. Radaro dalis rodo RF signalo grįžimą. Šis signalas yra atsparus oro sąlygoms ir tamsai, taip pat matuoja atstumą. Lidar dalis gali užbaigti jutimo vaizdą, pateikdama tolesnę objekto klasifikaciją, šoninę skiriamąją gebą, diapazoną ir tamsų įsiskverbimą.

Kaip veikia lidaras?
Pagrindiniai lidar sistemos elementai yra kvadratinės bangos siųstuvo sistema, tikslinė aplinka ir optinio imtuvo sistema, naudojama atstumams iki išorinių aplinkos elementų interpretuoti. Lidaro jutimo metodas naudoja impulsinio lazerio pavidalo šviesą diapazonui matuoti, analizuodamas grąžinamo signalo skrydžio laiką (ToF) (2 pav.).

2 pav. Kiekvienas „lidar“ perdavimo blokas turi trikampį „matymo lauką“. (Vaizdo kreditas: Bonnie Baker)

Atstumo brėžinys priklauso nuo optinio skaitmeninio signalo.

Signalai skaitmeninėje srityje
Lidar grandinės sprendimas yra išspręsti signalo priėmimo per automobilių transimpedanso stiprintuvą problemą. Įvesties pakopa naudojama priimti neigiamus įvesties srovės impulsus iš fotodetektoriaus (3 pav.).

3 pav. Elektroninė lidaro dalis susideda iš lazerinio diodo siųstuvo ir dviejų fotodiodų imtuvų. (Vaizdo kreditas: Bonnie Baker)

Lazeriniai diodai perduoda skaitmeninius impulsus per stiklo gabalą. Šis signalas taip pat atsispindi D2 fotodiode. Šio signalo apdorojimas suteikia sistemoje įmontuotą perdavimo laiką ir elektroninį delsą.
Skaitmeniniai šviesos signalo impulsai patenka į objektą ir atsispindi atgal į optinę sistemą. Grįžtantis impulsas atspindimas antrojo fotodiodo D1. D1 signalo kelio elektroninė dalis yra tokia pati kaip ir D2 signalo kelias. Skrydžio laiką galima apskaičiuoti po to, kai du signalai pasiekia mikrovaldiklį (MCU).

Rinkos momentinė nuotrauka
Automobilių lidar sistemos naudoja impulsinę lazerio šviesą, kad išmatuotų atstumą tarp dviejų transporto priemonių. Automobilių sistemos naudoja lidarą, kad valdytų transporto priemonės greitį ir stabdžių sistemas, reaguojant į staigius eismo sąlygų pokyčius. Lidar vaidina svarbų vaidmenį pusiau arba visiškai automatinėse automobilio pagalbos funkcijose, tokiose kaip įspėjimo apie susidūrimą ir išvengimo sistemos, eismo juostos laikymosi pagalba, įspėjimas apie nukrypimą nuo eismo juostos, aklųjų zonų monitoriai ir prisitaikanti pastovaus greičio palaikymo sistema. Automotive lidar pakeičia radarų sistemas ankstesnėse transporto priemonių automatikos sistemose. Lidar sistemos gali būti nuo kelių metrų iki daugiau nei 1000 metrų.

4 pav. Automobilių lidar rinka suskirstyta į pusiau autonomines ir visiškai autonomines transporto priemones. (Vaizdo šaltinis: „Allied Market Research“)

Savaeigiai automobiliai jau plačiai naudojami, o lidar vaizdo sistemos dar labiau pagerins situaciją. Radarai, kameros ir lidar įranga vis dar yra pasirinktos technologijos pusiau autonominiam ir visiškai autonominiam vairavimui, o lidaro kaina krenta, o rinka spartina šį pokytį.