Avtomobil lidarı və necə işləyir

Lidar (LiDAR) nədir? Lidar, təsviri tamamlamaq üçün dəqiq dərinlikdən xəbərdar zondlama təmin etmək üçün radar diapazonu imkanlarını kameranın bucaq ayırdetmə qabiliyyəti ilə birləşdirir (Şəkil 1).

Şəkil 1: Kameralar, radar və lidar avtonom idarəetmə üçün seçilən üç texnologiyadır. (Şəkil krediti: ADI)

Vizual hissə kamera və ya sürücünün görünməsini, obyektin təsnifatını və yanal ayırdetmə qabiliyyətini təmsil edir. Qaranlıq və qar, toz və ya yağış kimi hava şəraiti bu qabiliyyətləri zəiflədə bilər. Radar hissəsi RF siqnalının qaytarılmasını təmsil edir. Bu siqnal məsafəni ölçməklə yanaşı, hava şəraitinə və qaranlığa qarşı immunitetlidir. Lidar hissəsi obyektin əlavə təsnifatını, yanal rezolyasiyanı, diapazonu və qaranlıq nüfuzunu təmin etməklə hiss şəklini tamamlaya bilər.

Lidar necə işləyir?
Lidar sisteminin əsas elementlərinə kvadrat dalğa ötürücü sistemi, hədəf mühiti və ətraf mühitdəki xarici elementlərə olan məsafələri şərh etmək üçün istifadə edilən optik qəbuledici sistemi daxildir. Lidar algılama metodu geri qaytarılan siqnalın uçuş vaxtını (ToF) təhlil edərək diapazonu ölçmək üçün impulslu lazer şəklində işıqdan istifadə edir (Şəkil 2).

Şəkil 2: Hər bir lidar ötürmə vahidi üçbucaqlı “görünüş sahəsinə” malikdir. (Şəkil krediti: Bonnie Baker)

Məsafənin çəkilməsi optik rəqəmsal siqnaldan asılıdır.

Rəqəmsal domendə siqnallar
Lidarın dövrə həlli avtomobil transimpedans gücləndiricisi vasitəsilə siqnal qəbulu problemini həll etməkdir. Giriş mərhələsi fotodetektordan mənfi giriş cərəyanının impulslarını qəbul etmək üçün istifadə olunur (Şəkil 3).

Şəkil 3: Lidarın elektron hissəsi lazer diod ötürücüdən və iki fotodiod qəbuledicisindən ibarətdir. (Şəkil krediti: Bonnie Baker)

Lazer diodları rəqəmsal impulsları şüşə parçası vasitəsilə ötürür. Bu siqnal D2 fotodiodunda da əks olunur. Bu siqnalın işlənməsi sistemə daxil edilmiş keçid vaxtını və elektron gecikməni təmin edir.
Rəqəmsal işıq siqnalı impulsları obyektə dəyir və yenidən optik sistemə əks olunur. Geri dönən nəbz ikinci D1 fotodioduna əks olunur. D1 siqnal yolunun elektron hissəsi D2 siqnal yolu ilə eynidir. Uçuş müddəti iki siqnal mikrokontrollerə (MCU) çatdıqdan sonra hesablana bilər.

Bazar şəkli
Avtomobil lidar sistemləri iki nəqliyyat vasitəsi arasındakı məsafəni ölçmək üçün impulslu lazer işığından istifadə edir. Avtomobil sistemləri yol şəraitindəki qəfil dəyişikliklərə cavab olaraq avtomobilin sürətini və əyləc sistemlərini idarə etmək üçün lidardan istifadə edir. Lidar toqquşma xəbərdarlığı və yayınma sistemləri, zolaqda saxlama yardımı, zolaqdan çıxma xəbərdarlığı, kor nöqtə monitorları və adaptiv kruiz-kontrol kimi yarı və ya tam avtomatik avtomobil yardım funksiyalarında mühüm rol oynayır. Avtomobil lidarı əvvəlki avtomobil avtomatlaşdırma sistemlərində radar sistemlərini əvəz edir. Lidar sistemləri bir neçə metrdən 1000 metrə qədər dəyişə bilər.

Şəkil 4: Avtomobil lidar bazarı yarı avtonom və tam avtonom avtomobil tətbiqlərinə bölünür. (Şəkil mənbəyi: Allied Market Research)

Özünü idarə edən avtomobillər artıq geniş istifadə olunur və lidar görüntüləmə sistemləri vəziyyəti daha da yaxşılaşdıracaq. Radar, kameralar və lidar avadanlıqları hələ də yarı avtonom və tam avtonom sürücülük üçün seçim texnologiyalarıdır və lidarın qiyməti düşür və bazar bu dəyişikliyi sürətləndirir.