När vi pratar om självkörande bilar är LIDAR-tekniken en mycket viktig del av ekvationen. LIDAR är en sensor som skannar sin omgivning och genererar en tredimensionell bild. Den kan användas i tillämpningsscenarier som att identifiera hinder, bygga kartor och lokalisera fordon. Och för en tid sedan, med den framgångsrika landningen av Wo Sai Technology NASDAQ, injicerade Kinas "LIDAR första lager", men också för LIDAR-industrin en stark dos av kardiotoniskt medel.
En gång i tiden gör det dyra priset på LIDAR många tillverkare avskräckta och med uppdateringen av tekniken sänks priset steg för steg, nu har en del av produktionsbilen kunnat utrusta en eller till och med flera LIDAR, för de assisterade körsäkerhet för att ge en stark garanti. Den här artikeln kommer att leda läsarna till en detaljerad förklaring av den hetaste och viktigaste sensorn inom området autonom körning - LIDAR.
Principen och typerna av LIDAR LIDAR fungerar som en sensor som använder en laserstråle för att skanna sin omgivning och få information från de reflekterade signalerna som returneras. LIDAR består vanligtvis av en sändare och en mottagare. Sändaren avger en laserstråle som skannar omgivningen. När laserstrålen möter ett föremål reflekteras den tillbaka och mottagaren tar upp det reflekterade laserljuset och omvandlar det till en elektrisk signal. LIDAR kan använda antingen ett roterande skanningssystem eller ett fast skanningssystem för att skanna omgivningen.
En tredimensionell punktmolnbild kan genereras med hjälp av LIDAR. Ett punktmoln är en samling data som består av många tredimensionella koordinater som representerar positionen i rymden av punkter som reflekteras tillbaka från en laserstråle. Genom att bearbeta och analysera punktmolnsdata kan platsen, formen och storleken på ett objekt identifieras.
Denna information är mycket viktig för lokalisering och miljöavkänning av självkörande bilar.
Det finns många olika typer av LIDAR tillgängliga på marknaden idag.
Dessa LIDAR har olika egenskaper och tillämpliga scenarier. Enligt de olika skanningsmetoderna kan LIDAR kategoriseras i roterande LIDAR och fast LIDAR.
Roterande LIDAR skannar den omgivande miljön genom att rotera skanningshuvudet. Den innehåller vanligtvis en roterande skanner och ett kontrollsystem. Skannern avger en laserstråle i miljön och roterar efter emission för att skanna miljön en gång. Styrsystemet omvandlar skanningsdata till en 3D-punktmolnbild. Fördelen med den roterande LIDAR är att den scannar snabbt och fångar detaljer i omgivningen. Det har dock nackdelen att det är dyrt eftersom det kräver sofistikerade skannrar och kontrollsystem.
Stationär LIDAR innebär att rikta flera laserstrålar i olika riktningar och sedan mäta de returnerade reflekterade signalerna samtidigt. Eftersom laserstrålarna sänds ut samtidigt är stationära LIDAR mer kompakt och kostnadseffektiv eftersom den inte kräver ett roterande skanningshuvud. Det har fördelen att det är billigare och mer exakt, men det fångar inte detaljerna i omgivningen.
Förutom roterande och fasta LIDAR, finns det andra typer av LIDAR. Till exempel använder enkellinje LIDAR endast en laserstråle för att skanna omgivningen och är lämplig för scenarier för autonom körning med låg hastighet. Multi-line LIDAR, å andra sidan, använder flera laserstrålar, vilket kan öka skanningshastigheten och upplösningen. Det finns också framväxande LIDAR-teknologier, såsom solid-state LIDAR och optisk LIDAR, som erbjuder högre noggrannhet och lägre kostnad.
LIDAR i autonom körning
LIDAR har ett brett utbud av applikationer i självkörande bilar. Den kan användas i tillämpningsscenarier som hinderdetektering, körfältshållning, adaptiv farthållare och autonom parkering. Bland dem är hinderdetektering en av de mest kritiska tillämpningarna. Autonoma fordon måste snabbt och exakt kunna känna igen hinder i den omgivande miljön, inklusive andra fordon, fotgängare, byggnader och vägskyltar. LIDAR kan generera 3D-punktmoln med hög precision för att känna igen platsen och storleken på hinder, vilket ger exakt miljöavkänning för självkörande bilar.
LIDAR-tekniken fortsätter att utvecklas, och nya typer av LIDAR dyker upp för att ge högre noggrannhet och lägre kostnad för självkörande bilar. Till exempel använder vissa nya solid-state LIDARs solid-state lasersändare och höghastighetsskannrar, vilket ger dem högre mätnoggrannhet och mindre storlek. Dessutom använder vissa nya optiska LIDAR:s synliga och infraröda lasrar för att upptäcka fler typer av hinder, inklusive svarta föremål och ytor med låg reflektion. Framväxten av dessa nya teknologier gör LIDAR mer lovande och öppnar för fler möjligheter för realisering av självkörande bilar.
Dessutom står LIDAR-tekniken inför flera andra utmaningar. Till exempel påverkas detektionsnoggrannheten för LIDAR av störningar och buller från omgivningen, såsom regn, snö och dimma. För att förbättra detektionsnoggrannheten hos LIDAR utvecklar forskare nya algoritmer och tekniker, såsom algoritmer baserade på maskininlärning och djupinlärning, samt sensorteknologier med högre upplösning och högre bildhastighet.
Konkurrens mellan inhemska och utländska LIDAR-leverantörer
Kinesiska LIDAR-leverantörer har presterat bra när det gäller oberoende FoU, teknologisk mognad och marknadsandel. roboSense, Hesai Technology och SureStar har alla lanserat en mängd olika LIDAR-produkter och har använts i stor utsträckning inom autonom körning, robotik, logistik och andra områden. Speciellt kostnadsmässigt är produkterna från kinesiska LIDAR-leverantörer relativt mer överkomliga, vilket också ger dem en fördel i konkurrensen på marknaden. Med noteringen av Hesai har det drivit den inhemska LIDAR till en ny höjd utan motstycke.
Men samtidigt, inom FoU och tillämpning av LIDAR-teknik, har USA och Israel och andra utvecklade länder en bra prestanda. Velodyne och Quanergy och andra amerikanska LIDAR-tillverkare i den mekaniska LIDAR och solid-state LIDAR har en hög grad av teknisk mognad, produktstabilitet och noggrannhet har nått en hög nivå. Den israeliska LIDAR-tillverkaren, i solid-state LIDAR och MEMS LIDAR-teknologin, väckte också stor uppmärksamhet. Särskilt solid-state LIDAR-produkterna som lanserats av Innoviz anses vara en av de mest störande produkterna på marknaden, med hög precision, hög hastighet och hög stabilitet.
Utöver den tekniska styrkan behöver LIDAR-tillverkare också fokusera på internationell konkurrens på marknaden. På grund av Kinas snabba utveckling inom LIDAR-teknologi och produkt-FoU, accelererar inhemska LIDAR-leverantörer sin övergång till den internationella marknaden. Kinesiska LIDAR-leverantörer som RoboSense och Hesai Technology har redan etablerat filialer i USA, Europa och Japan och etablerat kooperativ relationer med lokala biltillverkare och företag som kör självkörande, vilket påskyndar deras egen internationaliseringsprocess.
Konkurrensen på den internationella marknaden är dock också mycket hård. På den amerikanska marknaden har Velodyne tagit en absolut marknadsandel och har starka tekniska och varumärkesfördelar. Dessutom har företag som Quanergy och Innoviz också tagit en viss marknadsandel på den amerikanska marknaden. På den europeiska marknaden har LeddarTech och Cepton också presterat bra och konkurrerat hårt med kinesiska tillverkare.
Sammanfatta
Som en av kärnsensorerna i självkörande bilar kan LIDAR tillhandahålla högprecisionsmiljöavkänning och hinderdetektering, vilket är en av nyckelteknologierna för att förverkliga autonom körning. Tekniken för LIDAR fortsätter att utvecklas, och uppkomsten av nya typer av LIDAR, såsom solid-state LIDAR och optisk LIDAR, ger högre noggrannhet och lägre kostnad för självkörande bilar. Med den kontinuerliga utvecklingen av självkörande bilar kommer tillämpningsmöjligheterna för LIDAR att bli mer och mer breda.
Men LIDAR har också vissa begränsningar. För det första är det känsligt för omgivningens reflektionsförmåga och färg, och svarta föremål i miljön kanske inte upptäcks. För det andra är LIDARs mätavstånd begränsat, och detektering över långa avstånd kan leda till en minskning av noggrannheten. För att övervinna dessa begränsningar undersöker forskare aktivt nya sensorteknologier och algoritmer för att förbättra avkänningsförmågan och säkerheten hos självkörande bilar.
Sammanfattningsvis har LIDAR, som en av kärnsensorerna för självkörande bilar, ett brett utbud av applikationer och utvecklande teknologier. Vi tror att LIDAR-tekniken inom en snar framtid kommer att fortsätta att utvecklas som en viktig teknik inom området autonom körning, vilket ger en mer exakt, säker och pålitlig miljöavkänningsförmåga för självkörande bilar. Översatt med www.DeepL.com/Translator (gratisversion)
