Bagaimana LiDAR Dalam Kenderaan Autonomi Membentuk Masa Depan

Pernahkah anda terfikir bagaimana kenderaan autonomi menentukan masa untuk bergabung, berhenti atau menjauhi halangan? Ini semua adalah hasil daripada teknologi pintar, yang mana LiDAR adalah peserta utama. Bayangkan ia sebagai mata kereta autonomi. LiDAR mencipta peta 3D yang sangat komprehensif dengan mengimbas kawasan sekitar kereta menggunakan cahaya laser. Kereta itu boleh "melihat" apa yang berlaku di jalan raya dalam masa nyata terima kasih kepada ini. Catatan blog ini akan menerangkan definisi, operasi dan kepentingan LiDAR untuk pembangunan kenderaan autonomi.

Apakah yang dimaksudkan dengan LiDAR?

Ia mewakili Pengesanan dan Jarak Cahaya. Teknik penderiaan jauh ini mengukur jarak dengan ketepatan yang luar biasa menggunakan cahaya laser. LiDAR ialah sistem ekolokasi berteknologi tinggi yang menggunakan cahaya, banyak cara kelawar lakukan dengan gelombang bunyi, untuk mengesan persekitaran mereka.

Beginilah ia berfungsi: Beribu-ribu denyutan laser dihantar setiap saat oleh sistem LiDAR. Selepas melantun benda seperti kenderaan, pokok, struktur atau manusia, nadi ini kembali ke penderia. Dengan menjejaki masa yang diperlukan untuk setiap nadi untuk kembali, sistem mengira jarak tepat untuk setiap item.

Kepentingan LiDAR untuk Kenderaan Autonomi

Ia adalah penting untuk navigasi kenderaan autonomi yang tepat dan selamat. Inilah sebabnya ia merupakan komponen penting:

Mencipta peta 3D persekitaran

• Menggunakan denyutan laser untuk mengimbas persekitaran
• Membina masa nyata, paparan terperinci jalan, objek dan rupa bumi
  

• Mengesan halangan dengan tepat
  
  • Tandakan kenderaan, sekatan jalan raya, jalan berlubang, kon lalu lintas dan bahaya lain
  • Membantu kereta memperlahankan, berhenti atau menukar haluan mengikut keperluan
    
• Mengenal pasti pejalan kaki dan haiwan
  
  • Menjejaki pergerakan dengan ketepatan
  • Meningkatkan keselamatan di kawasan yang mempunyai trafik pejalan kaki atau lintasan yang tidak dijangka
    
• Mengenali ciri-ciri jalan raya
  
  • Mengesan tanda lorong, sekatan jalan, tepi jalan dan perubahan ketinggian
  • Membantu untuk kekal berpusat di dalam lorong dan mengendalikan selekoh
    
• Berprestasi baik dalam pelbagai keadaan pencahayaan
  
  • Berfungsi dengan pasti dalam cahaya matahari yang terang, kegelapan total atau persekitaran dengan penglihatan yang rendah
  • Tidak terjejas oleh perubahan dalam cahaya semula jadi seperti kamera standard
    
• Menyediakan data masa nyata yang konsisten
  
  • Membolehkan membuat keputusan pantas oleh sistem onboard kenderaan
  • Mengurangkan kemungkinan ralat yang disebabkan oleh perubahan persekitaran yang mendadak
    

Ia berfungsi sebagai deria penglihatan kereta autonomi, memberikan ketepatan dan kebolehpercayaan dalam keadaan apabila keselamatan adalah penting.

Operasi LiDAR dalam Kenderaan Autonomi

Menjadi lebih daripada sekadar penderia, Ia adalah penting untuk bagaimana kenderaan autonomi melihat dan berinteraksi dengan persekitaran mereka. Setiap peringkat menyumbang kepada navigasi yang selamat dan pintar, daripada penempatan peranti pada kenderaan kepada interaksinya dengan sistem lain.

Sensor dipasang pada kereta

Untuk memberikan liputan optimum, penderia LiDAR diletakkan secara strategik di seluruh kenderaan. Lokasi berbeza-beza mengikut reka bentuk kereta, tetapi lokasi biasa ialah bahagian tepi, bampar, gril depan dan atas.

• Pemandangan 360 darjah persekitaran disediakan oleh LiDAR yang dipasang di atas bumbung.
• Penderia pada bahagian hadapan dan sisi meningkatkan pengesanan jarak dekat dan membantu dalam menutup bintik buta.
• Penderia keadaan pepejal yang padat digunakan oleh kenderaan tertentu untuk penyepaduan yang lancar, manakala unit LiDAR berputar digunakan oleh yang lain untuk imbasan yang lebih luas.

Pengumpulan dan Pemprosesan Data dalam Masa Nyata

Selepas dipasang, pancaran pantas cahaya laser dikeluarkan oleh sistem LiDAR untuk mula mengimbas persekitaran. Penderia boleh menentukan jarak bergantung pada masa yang diambil kerana denyutan ini melantun dari objek sekeliling dan kembali.

• Setiap saat, beribu-ribu pancaran laser dikeluarkan oleh sistem.
• Setiap isyarat yang diterima membantu dalam menentukan bentuk tepat, lokasi dan gerakan objek berdekatan.
• Kereta itu boleh memahami persekitarannya dalam masa nyata terima kasih kepada pemprosesan serta-merta semua data ini.

Ketersambungan kepada Sistem Lain

LiDAR bukan sistem terpencil. Ia adalah komponen rangkaian teknologi dan penderia yang lebih luas yang bekerjasama untuk mengemudi kereta.

• Tanda-tanda lalu lintas, isyarat, tanda lorong dan perbezaan warna semuanya boleh dicam secara visual oleh kamera.
• Dengan memantau objek pada jarak yang lebih jauh dan dalam cuaca buruk, radar meningkatkan LiDAR.
• Pertimbangan pemanduan selamat masa nyata dibuat oleh AI dan algoritma pembelajaran mesin yang menilai input daripada semua penderia.

Perbandingan LiDAR dengan Teknologi Penderiaan Masa Kini Lain

Pelbagai teknologi sensor digunakan oleh kereta autonomi untuk perjalanan dengan selamat. Walaupun kepentingannya, adalah penting untuk mengetahui cara keseluruhan sistem LiDAR menggunakan penderia seperti radar dan kamera.

Membandingkan LiDAR dan Kamera

Seperti mata manusia, kamera dapat menangkap butiran halus dalam gambar. Membaca papan tanda lalu lintas, melihat tanda lorong dan mengenal pasti isyarat lalu lintas semuanya bergantung padanya. Mereka mempunyai sekatan tertentu, walaupun:

• Kekuatan:
  
  • Hebat untuk mengenal pasti warna, teks dan isyarat visual
  • Imej resolusi tinggi memberikan perincian pengecaman objek
    
• weaknesses:
  
  • Berjuang dalam cahaya malap, silau, kabus atau hujan lebat
  • Persepsi kedalaman terhad tanpa algoritma yang kompleks
    

Perbandingan dengan Radar
Ia menggunakan gelombang radio untuk mengesan objek dan mengukur kelajuan dan jaraknya. Ia amat berguna untuk pengesanan jarak jauh dan keadaan cuaca buruk.

• Kekuatan:
  
  • Berfungsi dengan pasti dalam cuaca buruk dan jarak penglihatan yang rendah
  • Boleh mengesan kelajuan objek yang bergerak
    
• weaknesses:
  
  • Memberikan resolusi yang lebih rendah berbanding dengan LiDAR
  • Kurang berkesan untuk mengesan objek kecil atau statik
    

Sebab Penggunaan Gabungan

Tidak semua sensor sempurna. Atas sebab ini, kebanyakan kenderaan autonomi menggunakan gabungan sensor, teknologi yang menyepadukan LiDAR, kamera dan radar.

• LiDAR menyediakan pemetaan 3D dan pengecaman halangan yang tepat.

• Kamera memperkenalkan warna dan pengecaman visual.

• Penjejakan kelajuan dan jarak yang tepat dimungkinkan menggunakan radar, terutamanya dalam cuaca buruk.

Had dan Kesukaran dengan LiDAR

Walaupun teknologi ini membantu untuk kenderaan autonomi, terdapat banyak masalah yang perlu diperbaiki sebelum ia boleh digunakan dengan lebih meluas. Berikut adalah enam batasan penting:

1. Mahal

Berbanding dengan teknologi penderiaan lain, penderia lebih mahal. Oleh kerana komponen resolusi tinggi mahal untuk dibina, pembuat kereta menghadapi kesukaran mencipta kereta pandu sendiri yang mampu milik pasaran besar-besaran.

2. Kepekaan terhadap cuaca

Keadaan cuaca yang tidak baik mungkin menjejaskan kefungsian LiDAR. Salji, kabus dan hujan boleh menyerap atau menyebarkan pancaran laser, menjadikan ukuran jarak kurang tepat. Akibatnya, teknologi mungkin tidak boleh dipercayai dalam situasi pemanduan sebenar.

3. Keperluan Tinggi untuk Pemprosesan Data

Sejumlah besar data spatial 3D masa nyata disediakan oleh penderia LiDAR. Pemproses onboard lanjutan diperlukan untuk memproses data ini dengan pantas, yang mungkin meningkatkan harga kenderaan dan penggunaan tenaga.

4. Cabaran Integrasi

Modul yang boleh dilihat mungkin mempunyai kesan ke atas aerodinamik kenderaan dan penampilan keseluruhan. Tanpa mengorbankan fungsi atau estetika, pengeluar mungkin mendapati sukar untuk memasukkan sensor besar ke dalam reka bentuk sekarang.

Manfaat kenderaan yang dilengkapi LiDAR untuk alam sekitar

1. Penjadualan Laluan Dipertingkatkan

• Menggunakan data masa nyata, kereta yang didayakan LiDAR boleh menavigasi dan memilih laluan yang paling cekap.
• Ini mengurangkan jumlah kesan terhadap alam sekitar, mengurangkan jarak perjalanan dan mengurangkan masa terbiar dalam trafik.
  

2. Menggunakan Armada Berkongsi Autonomi untuk Mengurangkan Pencemaran Bandar

• Banyak kenderaan autonomi yang dilengkapi LiDAR adalah ciri syarikat perkongsian perjalanan.
• Oleh kerana terdapat lebih sedikit kenderaan milik persendirian di jalan raya, trafik kurang disandarkan, dan pencemaran bunyi dan udara di bandar-bandar berkurangan.
  

3. Sokongan untuk Integrasi Kenderaan Elektrik

• Teknologi LiDAR sering disepadukan ke dalam kenderaan autonomi elektrik, yang sudah menghasilkan sifar pelepasan paip ekor.
• Gabungan ini membantu menggalakkan penggunaan pengangkutan yang bersih dan pintar dalam kedua-dua tetapan bandar dan lebuh raya.

4. Kurang Pembaziran Sumber dalam Logistik

• Trak penghantaran autonomi yang didayakan LiDAR meningkatkan kecekapan penghantaran dan mengurangkan perjalanan pergi balik.
• Ini menyumbang kepada logistik yang lebih mesra ekologi dengan menggunakan kurang petrol dan menghasilkan lebih sedikit sisa pembungkusan.
  

5. Perancangan Bandar dan Guna Tanah yang Lebih Baik

• Kemahiran pemetaan tepat LiDAR membantu dalam penciptaan tempat letak kereta yang lebih pintar, susun atur bandar dan jalan raya.
• Penggunaan tanah yang berkesan menggalakkan pertumbuhan bandar yang lebih hijau, lebih mampan dan mengurangkan bahaya alam sekitar.

Masa Depan LiDAR dalam Pemanduan Autonomi

1. Peningkatan LiDAR Keadaan Pepejal

Untuk mengimbas persekitaran, sistem LiDAR tradisional kerap menggunakan komponen berputar; bagaimanapun, sistem LiDAR keadaan pepejal yang lebih terkini tidak memerlukan elemen bergerak. Akibatnya, penderia lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam kereta, lebih kecil dan lebih boleh dipercayai. LiDAR keadaan pepejal dijangka memintas pilihan lain untuk reka bentuk kenderaan autonomi pada masa hadapan kerana untuk meningkatkan daya tahan dan mengurangkan kos.

2. Harga Dikurangkan Secara Berperingkat

Penderia LiDAR menjadi lebih murah apabila lebih banyak perniagaan memasuki pasaran dan output meningkat. Ini menjadikan teknologi lebih mampu milik untuk model pasaran besar-besaran serta kereta mewah. Harga yang dikurangkan akan memainkan peranan utama dalam mempercepatkan penggunaan luas kereta dengan LiDAR.

3. Lebih Keberkesanan dan Prestasi

Sistem LiDAR masa hadapan sedang dibuat dengan resolusi yang dipertingkatkan, peningkatan kelajuan pemprosesan dan julat yang lebih besar. Penambahbaikan ini membolehkan pengesanan dan tindak balas objek yang lebih tepat oleh kereta, terutamanya dalam situasi yang mencabar atau pada kelajuan yang lebih pantas. Penggunaan kuasa juga dikurangkan oleh sistem yang lebih berkesan, yang meningkatkan prestasi keseluruhan kenderaan.

5. Penggunaan Berleluasa dalam Semua Industri

LiDAR semakin popular dalam sektor selain daripada kereta peribadi, seperti pertanian, transit awam dan logistik. Ia berguna untuk peralatan pertanian autonomi, kenderaan pandu sendiri dan robot penghantaran kerana ia boleh menawarkan persekitaran yang tepat data. Keseluruhan ekosistem teknologi autonomi akan mendapat manfaat daripada penggunaan yang lebih luas ini, yang dijangka akan mempercepatkan lagi pembangunan LiDAR.

Kesimpulan

LiDAR ialah salah satu instrumen terpenting untuk kereta pandu sendiri untuk memahami persekitarannya. Kenderaan boleh mengenal pasti papan tanda jalan, pejalan kaki dan halangan dengan tepat kerana model 3D masa nyata yang jelas bagi laluan yang dibuatnya. Teknologi berkembang dengan pantas, walaupun terdapat beberapa halangan seperti kos dan cuaca. Lebih banyak kereta mendapat sistem LiDAR yang lebih kecil, lebih moden dan lebih murah. Sumbangan LiDAR kepada keselamatan, kecerdasan dan kebolehpercayaan Autonomi pemanduan hanya akan meningkat apabila sistem ini terus berkembang. Ia benar-benar memajukan arah pengangkutan pada masa hadapan.

Soalan Lazim

Blog Terdahulu

Blog Seterusnya