Fondo de lidar automotriz
De 2015 a 2020, el país emitió varias políticas relacionadas, centrándose en 'Vehículos conectados inteligentes' y 'vehículos autónomos'. A principios de 2020, la nación emitió dos planes: estrategia de innovación y desarrollo de vehículos inteligentes y clasificación de automatización de conducción de automóviles, para aclarar la posición estratégica y la dirección de desarrollo futuro de la conducción autónoma.
Yole Development, una firma de consultoría mundial, publicó un informe de investigación de la industria asociado con el 'LiDAR para aplicaciones automotrices e industriales', mencionó que el mercado LiDAR en el campo automotriz puede alcanzar 5.700 millones de dólares estadounidenses para 2026, se espera que la tasa de crecimiento anual compuesto pueda expandirse a más del 21% en los próximos cinco años.
¿Qué es el lidar automotriz?
Lidar, abreviatura de detección y rango de luz, es una tecnología revolucionaria que ha transformado la industria automotriz, particularmente en el ámbito de los vehículos autónomos. Funciona emitiendo pulsos de luz, generalmente de un láser, hacia el objetivo y medir el tiempo que tarda la luz en recuperarse al sensor. Estos datos se utilizan para crear mapas tridimensionales detallados del entorno alrededor del vehículo.
Los sistemas LiDAR son reconocidos por su precisión y capacidad para detectar objetos con alta precisión, lo que los convierte en una herramienta indispensable para la conducción autónoma. A diferencia de las cámaras que dependen de la luz visible y pueden luchar bajo ciertas condiciones como la luz solar baja o directa, los sensores LiDAR proporcionan datos confiables en una variedad de condiciones de iluminación y clima. Además, la capacidad de Lidar para medir las distancias permite con precisión la detección de objetos, su tamaño e incluso su velocidad, lo cual es crucial para navegar en escenarios de conducción complejos.
Diagrama de flujo del principio de trabajo lidar
Aplicaciones LiDAR en automatización:
La tecnología LiDAR (detección de luz y rango) en la industria automotriz se centra principalmente en mejorar la seguridad de la conducción y avanzar en las tecnologías de conducción autónoma. Su tecnología central,Tiempo de vuelo (TOF), funciona emitiendo pulsos láser y calculando el tiempo que tarda estos pulsos en reflejarse de los obstáculos. Este método produce datos de "nubes de puntos" altamente precisos, que pueden crear mapas tridimensionales detallados del entorno alrededor del vehículo con precisión a nivel de centímetro, ofreciendo una capacidad de reconocimiento espacial excepcionalmente precisa para automóviles.
La aplicación de la tecnología LiDAR en el sector automotriz se concentra principalmente en las siguientes áreas:
Sistemas de conducción autónomos:LiDAR es una de las tecnologías clave para lograr niveles avanzados de conducción autónoma. Percibe precisamente el medio ambiente alrededor del vehículo, incluidos otros vehículos, peatones, letreros y condiciones de tráfico, ayudando así a los sistemas de conducción autónomos a tomar decisiones rápidas y precisas.
Sistemas avanzados de asistencia del conductor (ADAS):En el ámbito de la asistencia del conductor, LiDAR se utiliza para mejorar las características de seguridad del vehículo, incluido el control de crucero adaptativo, el frenado de emergencia, la detección de peatones y las funciones de evitación de obstáculos.
Navegación y posicionamiento del vehículo:Los mapas 3D de alta precisión generados por LIDAR pueden mejorar significativamente la precisión del posicionamiento del vehículo, especialmente en entornos urbanos donde las señales GPS son limitadas.
Monitoreo y gestión del tráfico:LIDAR se puede utilizar para monitorear y analizar el flujo de tráfico, ayudando a los sistemas de tráfico de la ciudad a optimizar el control de la señal y reducir la congestión.
Para teledetección, avivamiento, automatización y DTS, etc.
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Tendencias hacia LiDAR automotriz
1. Miniaturización de Lidar
La visión tradicional de la industria automotriz sostiene que los vehículos autónomos no deberían diferir en apariencia de los automóviles convencionales para mantener el placer de conducir y la aerodinámica eficiente. Esta perspectiva ha impulsado la tendencia hacia los sistemas LiDAR miniaturizantes. El ideal futuro es que Lidar sea lo suficientemente pequeño como para integrarse sin problemas en el cuerpo del vehículo. Esto significa minimizar o incluso eliminar piezas giratorias mecánicas, un cambio que se alinea con el movimiento gradual de la industria de las estructuras láser actuales hacia soluciones LIDAR de estado sólido. LiDAR en estado sólido, desprovisto de piezas móviles, ofrece una solución compacta, confiable y duradera que se ajusta bien dentro de los requisitos estéticos y funcionales de los vehículos modernos.
2. Soluciones Lidar integradas
A medida que las tecnologías de conducción autónoma han avanzado en los últimos años, algunos fabricantes de LiDAR han comenzado a colaborar con proveedores de piezas automotrices para desarrollar soluciones que integren LiDAR en partes del vehículo, como los faros. Esta integración no solo sirve para ocultar los sistemas LIDAR, manteniendo el atractivo estético del vehículo, sino que también aprovecha la colocación estratégica para optimizar el campo de visión y funcionalidad de LiDAR. Para los vehículos de pasajeros, ciertas funciones avanzadas de sistemas de asistencia al conductor (ADAS) requieren que LiDAR se concentre en ángulos específicos en lugar de proporcionar una vista de 360 °. Sin embargo, para niveles más altos de autonomía, como el nivel 4, las consideraciones de seguridad requieren un campo de visión horizontal de 360 °. Se espera que esto conduzca a configuraciones de múltiples puntos que aseguran una cobertura completa alrededor del vehículo.
3.Reducción de costos
A medida que la tecnología LiDAR madura y las escalas de producción, los costos están disminuyendo, lo que hace que sea factible incorporar estos sistemas en una gama más amplia de vehículos, incluidos los modelos de rango medio. Se espera que esta democratización de la tecnología LiDAR acelere la adopción de la seguridad avanzada y las características de conducción autónoma en todo el mercado automotriz.
Los lidars en el mercado hoy en día son en su mayoría de lidars de 905 nm y 1550 nm/1535 nids, pero en términos de costo, 905 nm tienen la ventaja.
· 905 nm lidar: En general, los sistemas LIDAR de 905 nm son menos costosos debido a la disponibilidad generalizada de componentes y los procesos de fabricación maduros asociados con esta longitud de onda. Esta ventaja de costo hace que los lidar de 905 nm sean atractivos para las aplicaciones donde la seguridad del rango y los ojos son menos críticos.
· 1550/1535 nm lidar: Los componentes para sistemas de 1550/1535 nm, como láseres y detectores, tienden a ser más caros, en parte porque la tecnología está menos extendida y los componentes son más complejos. Sin embargo, los beneficios en términos de seguridad y rendimiento pueden justificar el mayor costo para ciertas aplicaciones, especialmente en la conducción autónoma, donde la detección y seguridad de largo alcance son primordiales.
[Enlace:Lea más sobre la comparación entre 905 nm y 1550 nm/1535nm LiDAR]
4. Aumento de la seguridad y ADAS mejorados
La tecnología LiDAR mejora significativamente el rendimiento de los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS), proporcionando a los vehículos capacidades de mapeo ambiental precisas. Esta precisión mejora las características de seguridad, como la evitación de colisiones, la detección de peatones y el control de crucero adaptativo, lo que lleva a la industria a lograr una conducción totalmente autónoma.
Preguntas frecuentes
En los vehículos, los sensores LiDAR emiten pulsos de luz que rebotan en los objetos y regresan al sensor. El tiempo que tarda los pulsos en regresar se usa para calcular la distancia a los objetos. Esta información ayuda a crear un mapa 3D detallado del entorno del vehículo.
Un sistema LiDAR automotriz típico consiste en un láser para emitir pulsos de luz, un escáner y óptica para dirigir los pulsos, un fotodetector para capturar la luz reflejada y una unidad de procesamiento para analizar los datos y crear una representación 3D del entorno.
Sí, Lidar puede detectar objetos en movimiento. Al medir el cambio en la posición de los objetos a lo largo del tiempo, LiDAR puede calcular su velocidad y trayectoria.
LIDAR se integra en los sistemas de seguridad del vehículo para mejorar características como el control de crucero adaptativo, la evitación de colisiones y la detección de peatones al proporcionar mediciones de distancia precisas y confiables y la detección de objetos.
Los desarrollos continuos en la tecnología de LiDAR automotriz incluyen reducir el tamaño y el costo de los sistemas LiDAR, aumentar su rango y resolución, e integrarlos de manera más perfecta en el diseño y la funcionalidad de los vehículos.
[enlace:Parámetros clave del láser LiDAR]
Un láser de fibra pulsada de 1,5 μm es un tipo de fuente láser utilizada en sistemas lidar automotriz que emite luz a una longitud de onda de 1.5 micrómetros (μm). Genera pulsos cortos de luz infrarroja que se utilizan para medir las distancias rebotando los objetos y regresando al sensor LIDAR.
La longitud de onda de 1.5 μm se usa porque ofrece un buen equilibrio entre la seguridad ocular y la penetración atmosférica. Los láseres en este rango de longitud de onda tienen menos probabilidades de causar daño a los ojos humanos que los que emiten a longitudes de onda más cortas y pueden funcionar bien en diversas condiciones climáticas.
Mientras que los láseres de 1,5 μm funcionan mejor que la luz visible en la niebla y la lluvia, su capacidad para penetrar los obstáculos atmosféricos todavía es limitada. El rendimiento en las condiciones climáticas adversas es generalmente mejor que los láseres de longitud de onda más cortos, pero no tan efectivos como las opciones de longitud de onda más largas.
Mientras que los láseres de fibra pulsada de 1,5 μm pueden aumentar inicialmente el costo de los sistemas LiDAR debido a su tecnología sofisticada, se espera que los avances en la fabricación y las economías de escala reduzcan los costos con el tiempo. Se consideran que sus beneficios en términos de rendimiento y seguridad justifican la inversión. El rendimiento superior y las características de seguridad mejoradas proporcionadas por los láseres de fibra pulsada de 1,5 μm los hacen una inversión que valga la pena para los sistemas lidar automotriz.