Als we het hebben over zelfrijdende auto's, is LIDAR-technologie een zeer belangrijk onderdeel van de vergelijking. LIDAR is een sensor die zijn omgeving scant en een driedimensionaal beeld genereert. Het kan worden gebruikt in toepassingsscenario's zoals het identificeren van obstakels, het maken van kaarten en het lokaliseren van voertuigen. En enige tijd geleden, met de succesvolle landing van Wo Sai Technology, injecteerde NASDAQ, China's "LIDAR eerste voorraad", maar ook voor de LIDAR-industrie een sterke dosis cardiotonische agent.
Ooit zorgde de dure prijs van LIDAR ervoor dat veel fabrikanten werden afgeschrikt, en met de update van de technologie wordt de prijs stap voor stap verlaagd, nu heeft een deel van de productieauto een of zelfs meer LIDAR kunnen uitrusten, voor de geassisteerde rijveiligheid om een sterke garantie te bieden. Dit artikel leidt lezers naar een gedetailleerde uitleg van de populairste en belangrijkste sensor op het gebied van autonoom rijden - LIDAR.
Het principe en de typen van LIDAR LIDAR werkt als een sensor die een laserstraal gebruikt om de omgeving te scannen en informatie te verkrijgen uit de teruggekaatste signalen. LIDAR bestaat meestal uit een zender en een ontvanger. De zender zendt een laserstraal uit die de omgeving scant. Wanneer de laserstraal een object tegenkomt, wordt deze teruggekaatst en de ontvanger pikt het gereflecteerde laserlicht op en zet het om in een elektrisch signaal. LIDAR kan zowel een roterend scansysteem als een vast scansysteem gebruiken om de omgeving te scannen.
Met LIDAR kan een driedimensionaal puntenwolkbeeld worden gegenereerd. Een puntenwolk is een verzameling gegevens die bestaat uit vele driedimensionale coördinaten die de positie in de ruimte weergeven van punten die worden teruggekaatst door een laserstraal. Door de puntenwolkgegevens te verwerken en te analyseren, kunnen de locatie, vorm en grootte van een object worden geïdentificeerd.
Deze informatie is erg belangrijk voor de lokalisatie en omgevingswaarneming van zelfrijdende auto's.
Er zijn tegenwoordig veel verschillende soorten LIDAR op de markt.
Deze LIDAR's hebben verschillende kenmerken en toepasselijke scenario's. Volgens de verschillende scanmethoden kan LIDAR worden onderverdeeld in roterende LIDAR en vaste LIDAR.
Roterende LIDAR scant de omgeving door de scankop te draaien. Het bevat meestal een roterende scanner en een besturingssysteem. De scanner zendt een laserstraal uit in de omgeving en draait na uitzending om de omgeving één keer te scannen. Het besturingssysteem zet de scangegevens om in een 3D-puntenwolkbeeld. Het voordeel van de roterende LIDAR is dat deze snel scant en details van de omgeving vastlegt. Het heeft echter het nadeel dat het duur is, omdat het geavanceerde scanners en besturingssystemen vereist.
Stationaire LIDAR omvat het richten van meerdere laserstralen in verschillende richtingen en het gelijktijdig meten van de teruggekaatste signalen. Omdat de laserstralen gelijktijdig worden uitgezonden, is stationaire LIDAR compacter en kosteneffectiever omdat er geen roterende scankop nodig is. Het heeft het voordeel dat het goedkoper en nauwkeuriger is, maar het legt niet de details van de omgeving vast.
Naast roterende en vaste LIDAR zijn er nog andere soorten LIDAR. Single-line LIDAR gebruikt bijvoorbeeld slechts één laserstraal om de omgeving te scannen en is geschikt voor autonoom rijden op lage snelheid. Multi-line LIDAR gebruikt daarentegen meerdere laserstralen, wat de scansnelheid en resolutie kan verhogen. Er zijn ook opkomende LIDAR-technologieën, zoals solid-state LIDAR en optische LIDAR, die hogere nauwkeurigheid en lagere kosten bieden.
LIDAR bij autonoom rijden
LIDAR heeft een breed scala aan toepassingen in zelfrijdende auto's. Het kan worden gebruikt in toepassingsscenario's zoals obstakeldetectie, rijstrookbehoud, adaptieve cruisecontrol en autonoom parkeren. Onder hen is obstakeldetectie een van de meest kritieke toepassingen. Autonome voertuigen moeten snel en nauwkeurig obstakels in de omgeving kunnen herkennen, waaronder andere voertuigen, voetgangers, gebouwen en verkeersborden. LIDAR kan zeer nauwkeurige 3D-puntenwolkbeelden genereren om de locatie en grootte van obstakels te herkennen, waardoor zelfrijdende auto's nauwkeurig kunnen waarnemen.
De LIDAR-technologie blijft zich ontwikkelen en er komen nieuwe typen LIDAR op om zelfrijdende auto's nauwkeuriger en goedkoper te maken. Sommige nieuwe solid-state LIDAR's gebruiken bijvoorbeeld solid-state laseremitters en snelle scanners, waardoor ze een hogere meetnauwkeurigheid en een kleiner formaat hebben. Bovendien gebruiken sommige nieuwe optische LIDAR's zichtbare en infrarode lasers om meer soorten obstakels te detecteren, waaronder zwarte objecten en oppervlakken met een laag reflectievermogen. De opkomst van deze nieuwe technologieën maakt LIDAR veelbelovender en opent meer mogelijkheden voor de realisatie van zelfrijdende auto's.
Daarnaast staat de LIDAR-technologie voor verschillende andere uitdagingen. Zo wordt de detectienauwkeurigheid van LIDAR beïnvloed door de interferentie en ruis van de omgeving, zoals regen, sneeuw en mist. Om de detectienauwkeurigheid van LIDAR te verbeteren, ontwikkelen onderzoekers nieuwe algoritmen en technieken, zoals algoritmen op basis van machine learning en deep learning, maar ook sensortechnologieën met een hogere resolutie en hogere framerate.
Concurrentie tussen binnen- en buitenlandse LIDAR-leveranciers
Chinese LIDAR-leveranciers hebben goed gepresteerd op het gebied van onafhankelijke R&D, technologische volwassenheid en marktaandeel. roboSense, Hesai Technology en SureStar hebben allemaal verschillende LIDAR-producten gelanceerd en worden veel gebruikt in autonoom rijden, robotica, logistiek en andere gebieden. Vooral qua kosten zijn de producten van Chinese LIDAR-leveranciers relatief betaalbaarder, wat hen ook een voordeel oplevert in de concurrentie op de markt. Met de notering van Hesai heeft het de binnenlandse LIDAR naar een ongekende nieuwe hoogte gebracht.
Tegelijkertijd presteren de Verenigde Staten en Israël en andere ontwikkelde landen echter goed in de R & D en toepassing van LIDAR-technologie. Velodyne en Quanergy en andere Amerikaanse LIDAR-fabrikanten in de mechanische LIDAR en LIDAR in vaste toestand hebben een hoge mate van technologische volwassenheid, productstabiliteit en nauwkeurigheid hebben een hoog niveau bereikt. De Israëlische LIDAR-fabrikant, in de solid-state LIDAR en MEMS LIDAR-technologie, trok ook veel aandacht. Met name de solid-state LIDAR-producten die door Innoviz zijn gelanceerd, worden beschouwd als een van de meest disruptieve producten op de markt, met hoge precisie, hoge snelheid en hoge stabiliteit.
Bovendien moeten LIDAR-fabrikanten zich naast technische kracht ook richten op internationale marktconcurrentie. Vanwege China's snelle ontwikkeling op het gebied van LIDAR-technologie en product-R&D, versnellen binnenlandse LIDAR-leveranciers hun overstap naar de internationale markt. Chinese LIDAR-leveranciers zoals RoboSense en Hesai Technology hebben al vestigingen opgezet in de VS, Europa en Japan en hebben een coöperatie opgericht relaties met lokale autofabrikanten en autonoom rijdende bedrijven, waardoor hun eigen internationaliseringsproces wordt versneld.
De concurrentie op de internationale markt is echter ook moordend. Op de Amerikaanse markt heeft Velodyne een absoluut marktaandeel ingenomen en beschikt het over sterke technologische en merkvoordelen. Daarnaast hebben bedrijven als Quanergy en Innoviz ook een zeker marktaandeel gewonnen op de Amerikaanse markt. Op de Europese markt hebben LeddarTech en Cepton het ook goed gedaan, door felle concurrentie met Chinese fabrikanten.
Samenvatten
Als een van de kernsensoren van zelfrijdende auto's, kan LIDAR zeer nauwkeurige omgevingsdetectie en obstakeldetectie bieden, wat een van de sleuteltechnologieën is om autonoom rijden te realiseren. De technologie van LIDAR blijft zich ontwikkelen en de opkomst van nieuwe typen LIDAR, zoals solid-state LIDAR en optische LIDAR, zorgt voor hogere nauwkeurigheid en lagere kosten voor zelfrijdende auto's. Met de voortdurende ontwikkeling van zelfrijdende auto's zal het toepassingsperspectief van LIDAR steeds breder worden.
LIDAR heeft echter ook enkele beperkingen. Ten eerste is het gevoelig voor de reflectiviteit en kleur van de omgeving en worden zwarte objecten in de omgeving mogelijk niet gedetecteerd. Ten tweede is de meetafstand van LIDAR beperkt en kan detectie over lange afstanden leiden tot een afname van de nauwkeurigheid. Om deze beperkingen te overwinnen, onderzoeken onderzoekers actief nieuwe sensortechnologieën en algoritmen om het waarnemingsvermogen en de veiligheid van zelfrijdende auto's te verbeteren.
Kortom, LIDAR, als een van de kernsensoren voor zelfrijdende auto's, heeft een breed scala aan toepassingen en evoluerende technologieën. Wij zijn van mening dat de LIDAR-technologie in de nabije toekomst zal blijven evolueren als een belangrijke technologie op het gebied van autonoom rijden, die een nauwkeuriger, veiliger en betrouwbaarder omgevingsdetectievermogen voor zelfrijdende auto's zal bieden. Vertaald met www.DeepL.com/Translator (gratis versie)
