Lidar auto și cum funcționează

Ce este Lidar (LiDAR)? Lidar combină capabilitățile de măsurare a radarului cu rezoluția unghiulară a camerei pentru a oferi o detecție precisă în funcție de adâncime pentru a completa imaginea (Figura 1).

Figura 1: Camerele foto, radarul și lidarul sunt cele trei tehnologii alese pentru conducerea autonomă. (Credit imagine: ADI)

Partea vizuală reprezintă vizibilitatea camerei sau a șoferului, clasificarea obiectelor și rezoluția laterală. Întunericul și condițiile meteorologice precum zăpada, praful sau ploaia pot afecta aceste abilități. Partea radar reprezintă revenirea semnalului RF. Acest semnal este imun la condițiile meteorologice și întuneric, măsoară și distanța. Partea lidar poate completa imaginea de detectare oferind o clasificare suplimentară a obiectelor, rezoluție laterală, distanță și penetrare întunecată.

Cum funcționează lidar?
Elementele de bază ale unui sistem lidar includ un sistem transmițător cu unde pătrate, mediul țintă și un sistem receptor optic utilizat pentru a interpreta distanțele față de elementele externe din mediu. Metoda de detectare lidar folosește lumina sub forma unui laser pulsat pentru a măsura intervalul prin analiza timpului de zbor (ToF) al semnalului returnat (Figura 2).

Figura 2: Fiecare unitate de transmisie lidar are un „câmp de vedere” triunghiular. (Credit imagine: Bonnie Baker)

Desenarea distanței depinde de semnalul digital optic.

Semnale în domeniul digital
Soluția circuitului lidar este de a rezolva problema recepției semnalului prin amplificator de transimpedanță auto. Etapa de intrare este utilizată pentru a accepta impulsuri negative de curent de intrare de la fotodetector (Figura 3).

Figura 3: Partea electronică a unui lidar constă dintr-un transmițător cu diodă laser și două receptoare cu fotodiodă. (Credit imagine: Bonnie Baker)

Diodele laser transmit impulsuri digitale printr-o bucată de sticlă. Acest semnal se reflectă și pe fotodioda D2. Procesarea acestui semnal asigură timpul de tranzit și întârzierea electronică încorporate în sistem.
Impulsurile semnalului luminos digital lovesc obiectul și sunt reflectate înapoi în sistemul optic. Impulsul care revine este oglindit la a doua fotodiodă D1. Partea electronică a căii semnalului D1 este aceeași cu calea semnalului D2. Timpul de zbor poate fi calculat după ce cele două semnale ajung la microcontroler (MCU).

Instantaneu de piață
Sistemele lidar auto folosesc lumină laser pulsată pentru a măsura distanța dintre două vehicule. Sistemele auto utilizează lidar pentru a controla viteza vehiculului și sistemele de frânare ca răspuns la schimbările bruște ale condițiilor de trafic. Lidar joacă un rol important în funcțiile semi-sau complet automate de asistență auto, cum ar fi sistemele de avertizare și evitare a coliziunilor, asistența la menținerea benzii, avertizarea la părăsirea benzii, monitoare pentru unghiul mort și controlul adaptiv al vitezei de croazieră. Lidarul auto înlocuiește sistemele radar în sistemele anterioare de automatizare a vehiculelor. Sistemele Lidar pot varia de la câțiva metri până la peste 1.000 de metri.

Figura 4: Piața lidar auto este segmentată în aplicații pentru vehicule semi-autonome și complet autonome. (Sursa imagine: Allied Market Research)

Mașinile cu conducere autonomă sunt deja utilizate pe scară largă, iar sistemele de imagistică lidar vor îmbunătăți și mai mult situația. Radarul, camerele și echipamentele lidar sunt în continuare tehnologiile de alegere pentru conducerea semi-autonomă și complet autonomă, iar prețul lidarului este în scădere, iar piața accelerează această schimbare.