Az autóipari lidar és működése

Mi az a Lidar (LiDAR)? A Lidar egyesíti a radar mérési képességeit a kamera szögfelbontásával, hogy pontos mélységtudatos érzékelést biztosítson a kép teljessé tételéhez (1. ábra).

1. ábra: A kamera, a radar és a lidar a három választott technológia az autonóm vezetéshez. (Kép jóváírása: ADI)

A vizuális rész a kamera vagy a vezető láthatóságát, az objektumok osztályozását és az oldalsó felbontást jelenti. Sötétség és időjárási viszonyok, például hó, por vagy eső ronthatják ezeket a képességeket. A radarrész az RF jel visszatérését jelenti. Ez a jel immunis az időjárási viszonyokra és a sötétségre, miközben távolságot is mér. A lidar rész kiegészítheti az érzékelési képet azáltal, hogy további objektumosztályozást, oldalirányú felbontást, távolságtartást és sötét behatolást biztosít.

Hogyan működik a lidar?
A lidar rendszer alapelemei közé tartozik a négyszöghullámú adórendszer, a célkörnyezet és a környezet külső elemeitől való távolság értelmezésére szolgáló optikai vevőrendszer. A lidar érzékelési módszer impulzuslézer formájú fényt használ a távolság mérésére a visszatérő jel repülési idejének (ToF) elemzésével (2. ábra).

2. ábra: Minden lidar adóegységnek van egy háromszög alakú "látómezeje". (Kép jóváírása: Bonnie Baker)

A távolság megrajzolása az optikai digitális jeltől függ.

Jelek a digitális tartományban
A lidar áramköri megoldása az autóipari transzimpedancia-erősítőn keresztül történő jelvétel problémájának megoldása. A bemeneti fokozat a fotodetektor negatív bemeneti áramimpulzusainak fogadására szolgál (3. ábra).

3. ábra: A lidar elektronikus része egy lézerdióda adóból és két fotodióda vevőből áll. (Kép jóváírása: Bonnie Baker)

A lézerdiódák digitális impulzusokat továbbítanak egy üvegdarabon keresztül. Ez a jel tükröződik a D2 fotodiódán is. Ennek a jelnek a feldolgozása biztosítja a rendszerbe épített tranzitidőt és elektronikus késleltetést.
A digitális fényimpulzusok elérik a tárgyat, és visszaverődnek az optikai rendszerbe. A visszatérő impulzus tükröződik a második D1 fotodiódára. A D1 jelút elektronikus része megegyezik a D2 jelúttal. A repülési idő azután számítható ki, hogy a két jel eljut a mikrokontrollerhez (MCU).

Piaci pillanatkép
Az autóipari lidar rendszerek pulzáló lézerfényt használnak a két jármű közötti távolság mérésére. Az autóipari rendszerek a lidar segítségével szabályozzák a jármű sebességét és a fékrendszereket a forgalmi körülmények hirtelen változásaira reagálva. A Lidar fontos szerepet játszik az olyan félig vagy teljesen automatikus autós asszisztens funkciókban, mint az ütközésjelző és elkerülő rendszerek, a sávtartó asszisztens, a sávelhagyásra figyelmeztető rendszer, a holttérfigyelő és az adaptív sebességtartó automatika. Az Automotive Lidar felváltja a radarrendszereket a korábbi járműautomatizálási rendszerekben. A Lidar rendszerek néhány métertől több mint 1000 méterig terjedhetnek.

4. ábra: Az autóipari lidar piac félautonóm és teljesen autonóm járműalkalmazásokra szegmentálódik. (Kép forrása: Allied Market Research)

Az önvezető autók már széles körben elterjedtek, és a lidar képalkotó rendszerek tovább javítanak a helyzeten. A félautonóm és teljesen autonóm vezetés során továbbra is a radar, a kamerák és a lidar berendezések a választott technológiák, a lidar ára pedig csökken, és a piac felgyorsítja ezt a változást.