لیدار چیست و چگونه کار می کند؟

　　1. لیدار چیست؟

شرکت های مختلف خودروسازی بر لیدار تاکید دارند، بنابراین ابتدا باید بفهمیم که لیدار چیست؟

LIDAR - Lidar، یک حسگر است،به عنوان "چشم ربات" شناخته می شود، یک حسگر مهم است که لیزر، موقعیت یابی GPS و دستگاه های اندازه گیری اینرسی را ادغام می کند. روشی که زمان لازم برای اندازه گیری فاصله را برمی گرداند در اصل مشابه رادار است با این تفاوت که به جای امواج رادیویی از لیزر استفاده می شود.می‌توان گفت که لیدار یکی از پیکربندی‌های سخت‌افزاری مهمی است که به خودروها کمک می‌کند تا عملکردهای رانندگی هوشمند سطح بالا را به دست آورند.

2. لیدار چگونه کار می کند؟

بعد، بیایید در مورد نحوه عملکرد لیدار صحبت کنیم.

اول از همه، باید روشن کنیم که لیدار به طور مستقل عمل نمی کند و به طور کلی از سه ماژول اصلی تشکیل شده است: فرستنده لیزری، گیرنده و موقعیت یابی و ناوبری اینرسی.هنگامی که لیدار کار می کند، نور لیزر ساطع می کند. پس از برخورد با یک جسم، نور لیزر به عقب منکسر می شود و توسط سنسور CMOS دریافت می شود و در نتیجه فاصله بدنه تا مانع را اندازه گیری می کند.از نقطه نظر اصولی، تا زمانی که شما نیاز به دانستن سرعت نور و زمان از انتشار تا ادراک CMOS دارید، می توانید فاصله مانع را اندازه گیری کنید. همراه با GPS بی‌درنگ، اطلاعات ناوبری اینرسی و محاسبه زاویه رادار لیزری، این سیستم می‌تواند فاصله جسم جلویی را بدست آورد. مختصات بلبرینگ و اطلاعات فاصله.

در مرحله بعد، اگر یک لیدار بتواند چندین لیزر را با یک زاویه تنظیم شده در یک فضا منتشر کند، می تواند سیگنال های بازتابی متعددی را بر اساس موانع دریافت کند.همراه با محدوده زمانی، زاویه اسکن لیزری، موقعیت GPS و اطلاعات INS، پس از پردازش داده ها، این اطلاعات با مختصات x، y، z ترکیب می شوند تا به یک سیگنال سه بعدی با اطلاعات فاصله، اطلاعات موقعیت مکانی و غیره تبدیل شوند. با استفاده از الگوریتم‌ها، این سیستم می‌تواند پارامترهای مرتبط مختلف مانند خطوط، سطوح و حجم‌ها را به دست آورد، در نتیجه یک نقشه ابر نقطه‌ای سه بعدی ایجاد کرده و یک نقشه محیطی ترسیم می‌کند که می‌تواند به چشم‌های خودرو تبدیل شود.

3. زنجیره صنعت لیدار

1) فرستندهتراشه: تسلط تراشه 905 نانومتری EEL Osram به سختی تغییر می‌کند، اما پس از اینکه VCSEL برد کوتاه قدرت را از طریق فرآیند چند اتصالی پر کرد، به دلیل هزینه کم و ویژگی‌های رانش دمای پایین، به تدریج جایگزین EEL، تراشه داخلی Changguang خواهد شد. Huaxin، Zonghui Xinguang فرصت های توسعه را به وجود آورد.

2) گیرنده: از آنجایی که مسیر 905 نانومتری نیاز به افزایش فاصله تشخیص دارد، انتظار می رود که SiPM و SPAD به یک روند اصلی تبدیل شوند. 1550 نانومتر به استفاده از APD ادامه خواهد داد و آستانه برای محصولات مرتبط نسبتاً بالا است. در حال حاضر، عمدتاً در انحصار Sony، Hamamatsu و ON Semiconductor است. انتظار می رود هسته 1550 نانومتری Citrix و 905 نانومتر Nanjing Core Vision و Lingming Photonics پیشرو در شکستن این موفقیت باشند.

3) پایان کالیبراسیون: نیمه هادیلیزر دارای حفره رزوناتور کوچک و کیفیت نقطه ای ضعیف است. برای مطابقت با استاندارد لیدار، محورهای سریع و آهسته باید برای کالیبراسیون نوری تراز شوند و محلول منبع نور خط باید همگن شود. ارزش یک لیدار صدها یوان است.

4) TEC: از آنجایی که Osram جابجایی دمای EEL را حل کرده است، VCSEL به طور طبیعی دارای ویژگی های رانش دمای پایین است، بنابراین لیدار دیگر نیازی به TEC ندارد.

5) پایان اسکن: مانع اصلی آینه دوار کنترل زمان بندی است و فرآیند MEMS نسبتاً دشوار است. فناوری Xijing اولین شرکتی است که به تولید انبوه دست یافته است.

4. دریای ستارگان جایگزین محصولات داخلی

بومی سازی لیدار نه تنها برای دستیابی به جایگزینی داخلی و استقلال فن آوری برای جلوگیری از گیر افتادن کشورهای غربی است، بلکه یک عامل مهم کاهش هزینه ها است.

قیمت مقرون به صرفه موضوعی اجتناب ناپذیر است، با این حال، قیمت لیدار کم نیست، هزینه نصب یک دستگاه لیدار در خودرو حدود 10000 دلار آمریکا است.

هزینه بالای لیدار همیشه سایه طولانی آن بوده است، به خصوص برای راه حل های پیشرفته تر لیدار، بزرگترین محدودیت عمدتا هزینه است. lidar توسط صنعت یک فناوری گران قیمت در نظر گرفته می شود و تسلا به صراحت اعلام کرد که انتقاد از lidar گران است.

سازندگان لیدار همیشه به دنبال کاهش هزینه ها هستند و با پیشرفت تکنولوژی، ایده آل های آنها به تدریج به واقعیت تبدیل می شود.نسل دوم لیدار زوم هوشمند نه تنها عملکرد برتری دارد، بلکه هزینه آن را تا دو سوم نسبت به نسل اول کاهش می دهد و از نظر اندازه کوچکتر است.طبق پیش بینی های صنعت، تا سال 2025، میانگین قیمت سیستم های لیدار پیشرفته خارجی ممکن است به حدود 700 دلار برسد.

روند توسعه فعلی صنعت لیدار به این صورت است که سطح فنی روز به روز بالغ تر می شود و به تدریج به بومی سازی نزدیک می شود.بومی سازی LiDAR چندین مرحله را طی کرده است. اول اینکه تحت سلطه شرکت های خارجی بود. بعدها شرکت های داخلی شروع به کار کردند و وزن خود را افزایش دادند. اکنون سلطه به تدریج به شرکت های داخلی نزدیک می شود.

در سال های اخیر موج رانندگی خودران به وجود آمده است و سازندگان محلی لیدار به تدریج وارد بازار شده اند. محصولات لیدار درجه صنعتی داخلی به تدریج محبوب شده اند. در خودروهای الکتریکی هوشمند داخلی، شرکت‌های لیدار محلی یکی پس از دیگری ظاهر شده‌اند.

طبق اطلاعات باید 20 یا 30 شرکت رادار داخلی مانند Sagitar Juchuang، Hesai Technology، Beike Tianhui، Leishen Intelligence و غیره و همچنین غول های سخت افزار الکترونیکی مانند DJI و Huawei و همچنین غول های سنتی قطعات خودرو وجود داشته باشد. .

در حال حاضر مزیت های قیمتی محصولات لیدار که توسط سازندگان چینی مانند Hesai، DJI و Sagitar Juchuang روانه بازار می شوند، آشکار است و جایگاه برتر کشورهای توسعه یافته مانند ایالات متحده را در این زمینه شکسته است.همچنین شرکت هایی مانند Focuslight Technology، Han's Laser، Guangku Technology، Luowei Technology، Hesai Technology، Zhongji Innolight، Kongwei Laser و Juxing Technology نیز وجود دارند. تجربه فرآیند و تولید باعث نوآوری در لیدار می شود.

در حال حاضر، می توان آن را به دو مدرسه تقسیم کرد، یکی در حال توسعه لیدار مکانیکی، و دیگری به طور مستقیم محصولات لیدار حالت جامد را قفل می کند.در زمینه رانندگی خودکار با سرعت بالا، هسای سهم بازار نسبتا بالایی دارد. در زمینه رانندگی خودکار با سرعت کم، Sagitar Juchuang سازنده اصلی است.

از منظر بالادستی و پایین دستی کل زنجیره صنعتی، کشور من تعدادی شرکت قدرتمند را پرورش داده و اساساً یک زنجیره صنعتی کامل را تشکیل داده است.پس از سال‌ها سرمایه‌گذاری مداوم و انباشت تجربه، شرکت‌های رادار داخلی تلاش‌های عمیقی را در بخش‌های بازار مربوطه خود انجام داده‌اند و الگوی بازار گل‌های شکوفه‌دار را ارائه کرده‌اند.

تولید انبوه یک شاخص مهم بلوغ است. با ورود به تولید انبوه، قیمت نیز به شدت در حال کاهش است. DJI در آگوست 2020 اعلام کرد که به تولید و عرضه انبوه لیدار رانندگی خودکار خودرو دست یافته است و قیمت آن به سطح هزار یوان کاهش یافته است. ; و هوآوی در سال 2016 برای انجام تحقیقات اولیه روی فناوری لیدار، تأیید نمونه اولیه در سال 2017 و دستیابی به تولید انبوه در سال 2020.

در مقایسه با رادارهای وارداتی، شرکت‌های داخلی از نظر به‌موقع بودن عرضه، سفارشی‌سازی عملکردها، همکاری خدمات و منطقی بودن کانال‌ها دارای مزایایی هستند.

هزینه تهیه لیدار وارداتی نسبتاً بالا است. بنابراین، هزینه پایین لیدار داخلی، کلید اشغال بازار و موتور محرکه مهمی برای جایگزینی داخلی است. البته بسیاری از مشکلات عملی مانند فضای کاهش هزینه و بلوغ تولید انبوه هنوز در چین وجود دارد. کسب و کارها هنوز باید با چالش های زیادی روبرو شوند.

از بدو تولد، صنعت لیدار ویژگی های برجسته سطح فنی بالا را نشان داده است.به عنوان یک فناوری نوظهور با محبوبیت بالا در سال های اخیر، فناوری لیدار در واقع دارای موانع فنی بزرگی است.فناوری نه تنها یک چالش برای شرکت هایی است که می خواهند وارد بازار شوند، بلکه چالشی برای شرکت هایی است که سال ها در آن حضور داشته اند.

در حال حاضر، برای جایگزینی داخلی، به دلیل اینکه چیپ های لیدار، به ویژه اجزای مورد نیاز برای پردازش سیگنال، عمدتاً متکی به واردات هستند، این امر هزینه تولید لیدارهای داخلی را تا حدودی بالا برده است. پروژه گردن گیر کرده تمام تلاش خود را می کند تا مشکل را حل کند.

شرکت‌های رادار داخلی علاوه بر عوامل فنی خود، نیازمند پرورش قابلیت‌های جامعی از جمله سیستم‌های تحقیق و توسعه فناوری، زنجیره تامین پایدار و قابلیت‌های تولید انبوه، به‌ویژه قابلیت‌های تضمین کیفیت پس از فروش هستند.

با توجه به فرصت «ساخت چین 2025»، تولیدکنندگان داخلی در سال‌های اخیر به پیشرفت‌های زیادی دست یافته‌اند.در حال حاضر، بومی‌سازی در دوره‌ای است که فرصت‌ها و چالش‌ها به‌ویژه مشخص است و مرحله پایه جایگزینی واردات لیدار است.

چهارم، درخواست فرود حرف آخر است

اغراق نیست اگر بگوییم که کاربرد لیدار دوره‌ای رو به رشد را آغاز کرده است و تجارت اصلی آن عمدتاً از چهار بازار عمده یعنی اتوماسیون صنعتی سرچشمه می‌گیرد.، زیرساخت های هوشمند، روبات ها و خودروها.

شتاب قوی در زمینه رانندگی خودران وجود دارد و بازار لیدار خودرو از نفوذ رانندگی خودکار سطح بالا سود می برد و رشد سریع خود را حفظ می کند.بسیاری از شرکت های خودروسازی راه حل های لیدار را اتخاذ کرده اند و اولین گام را به سمت رانندگی خودکار L3 و L4 برداشته اند.

2022 در حال تبدیل شدن به پنجره انتقال از L2 به L3/L4 است. لیدار به‌عنوان حسگر اصلی فناوری رانندگی خودکار، نقش مهمی را در سال‌های اخیر در زمینه‌های مرتبط بازی کرده است. پیش بینی می شود که از سال 2023، مسیر لیدار خودرو وارد یک دوره رشد سریع پیوسته شود.

بر اساس گزارش تحقیقات اوراق بهادار، در سال 2022، نصب خودروهای سواری لیدار چین از 80000 دستگاه فراتر خواهد رفت. انتظار می رود فضای بازار لیدار در حوزه خودروهای سواری کشور من در سال 2025 به 26.1 میلیارد یوان و تا سال 2030 به 98 میلیارد یوان برسد.خودرو لیدار وارد دوره ای از تقاضای انفجاری شده است و چشم انداز بازار بسیار گسترده است.

بدون سرنشین یک روند در سال های اخیر است، و بدون سرنشین از چشم خرد - سیستم ناوبری جدایی ناپذیر است.ناوبری لیزری از نظر فناوری و فرود محصول نسبتاً بالغ است و دارای برد دقیق است و می تواند در اکثر محیط ها به ویژه در شب تاریک به طور پایدار عمل کند. همچنین می تواند تشخیص دقیق را حفظ کند. این در حال حاضر پایدارترین و رایج ترین روش موقعیت یابی و ناوبری است.به طور خلاصه، از نظر کاربرد، اصل ناوبری لیزری ساده و فناوری بالغ است.

بدون سرنشین، در زمینه های ساخت و ساز، معدن، حذف ریسک، خدمات، کشاورزی، اکتشاف فضا و کاربردهای نظامی نفوذ کرده است. لیدار به یک روش ناوبری رایج در این محیط تبدیل شده است.

از آغاز سال 2019، رادارهای داخلی بیشتر و بیشتر در پروژه های واقعی مشتریان به جای آزمایش نمونه اولیه در کارگاه استفاده شده است.سال 2019 یک حوزه آبخیز حیاتی برای شرکت های لیدار داخلی است. برنامه های کاربردی بازار به تدریج وارد پرونده های واقعی پروژه شده اند، سناریوها و دامنه کاربرد گسترده تری را گسترش داده اند، به دنبال بازارهای متنوع هستند و به یک انتخاب رایج برای شرکت ها تبدیل شده اند. .

کاربرد لیدار به تدریج گسترده شده است، از جمله صنعت بدون راننده، ربات خدماتیصنعت، صنعت اینترنت وسایل نقلیه، حمل و نقل هوشمند و شهر هوشمند. ترکیب لیدار و پهپادها همچنین می تواند نقشه هایی از اقیانوس ها، کلاهک های یخی و جنگل ها را ترسیم کند.

بدون سرنشین مهمترین ویژگی لجستیک هوشمند است. در حمل و نقل و توزیع لجستیک هوشمند، تعداد زیادی از فناوری‌های بدون سرنشین - روبات‌های تدارکات سیار و وسایل نقلیه سریع‌السیر بدون سرنشین، که جزء اصلی آن‌ها لیدار است، استفاده خواهد شد.

در زمینه لجستیک هوشمند، دامنه کاربرد لیدار نیز روز به روز در حال افزایش است. چه از حمل و نقل گرفته تا انبارداری و چه تدارکات، لیدار را می توان به طور کامل تحت پوشش قرار داد و به بنادر هوشمند، حمل و نقل هوشمند، امنیت هوشمند، خدمات هوشمند و حکمرانی هوشمند شهری گسترش داد.

در سناریوهای لجستیکی مانند بنادر، لیدار می تواند از دقت جذب محموله اطمینان حاصل کند و دشواری عملیات پرسنل را کاهش دهد.از نظر حمل و نقل، لیدار می تواند در تشخیص گیت های عوارضی با سرعت بالا کمک کند و اطمینان حاصل کند که وسایل نقلیه عبوری مطابق با الزامات هستند.از نظر امنیت، لیدار می تواند به چشم انواع تجهیزات نظارتی امنیتی تبدیل شود.

در زمینه تولید صنعتی، ارزش لیدار به طور مداوم برجسته می شود. در خط تولید، می تواند نقش نظارت بر مواد را آزاد کند و از عملکرد خودکار اطمینان حاصل کند.

Lidar (تشخیص و محدوده نور) یک فناوری سنجش از دور نوری است که به طور فزاینده ای به عنوان یک جایگزین مقرون به صرفه برای تکنیک های نقشه برداری سنتی مانند فتوگرامتری در حال ظهور است.در سال‌های اخیر، لیدار و هواپیماهای بدون سرنشین اغلب در زمینه‌های کاربردی مختلف به شکل یک مشت ترکیبی ظاهر شده‌اند که اغلب اثر 1+1>2 را ایجاد می‌کنند.

مسیر فنی لیدار به طور مداوم در حال بهبود است. هیچ معماری لیدار کلی وجود ندارد که بتواند نیازهای همه کاربردهای مختلف را برآورده کند. بسیاری از کاربردهای مختلف دارای فاکتورهای شکل، میدان دید، وضوح محدوده، مصرف انرژی و هزینه متفاوت هستند. نیاز دارند.

لیدار مزایای خود را دارد، اما چگونگی به حداکثر رساندن مزایا نیاز به پشتیبانی فنی دارد. Lidar زوم هوشمند می تواند تصاویر استریو سه بعدی بسازد و سناریوهای شدید مانند نور پس زمینه خطوط دید و دشواری در شناسایی اشیاء نامنظم را کاملاً حل کند.با توسعه فناوری، لیدار نقش خود را در بسیاری از زمینه های کاربردی غیرمنتظره ایفا می کند و شگفتی های بیشتری را برای ما به ارمغان می آورد.

در عصر امروزی که هزینه بالاست، رادارهای گران قیمت هرگز انتخاب بازار اصلی نبوده اند. به خصوص در کاربرد رانندگی خودران L3، هزینه بالای رادارهای خارجی همچنان بزرگترین مانع برای اجرای آن است. تحقق جایگزینی واردات برای رادارهای داخلی ضروری است.

لیدار همواره نماینده توسعه و کاربرد فناوری های نوظهور بوده است. بالغ بودن یا نبودن این فناوری به کاربرد آن و ترویج تولید انبوه مربوط می شود.فن آوری بالغ نه تنها در دسترس است، بلکه مطابق با هزینه های اقتصادی است، با سناریوهای مختلف سازگار است و به اندازه کافی ایمن است.

پس از چندین سال انباشت فناوری، محصولات جدید لیدار به طور مداوم عرضه شده اند و با پیشرفت فناوری، کاربردهای آنها به طور فزاینده ای گسترده شده است.سناریوهای کاربردی نیز در حال افزایش است و برخی از محصولات به بازارهای عمده اروپا و ایالات متحده صادر شده است.

البته، شرکت‌های لیدار با خطرات زیر نیز مواجه هستند: عدم قطعیت در تقاضا، زمان طولانی افزایش تولید برای پذیرندگان برای افزایش تولید انبوه، و زمان طولانی‌تر برای لیدار برای ایجاد درآمد واقعی به عنوان تامین‌کننده.

شرکت‌های داخلی که سال‌ها در زمینه لیدار انباشته شده‌اند، عمیقاً در بخش‌های بازار مربوطه کار خواهند کرد، اما اگر می‌خواهند سهم بیشتری از بازار را به خود اختصاص دهند، باید انباشت فناوری خود را ترکیب کنند، فناوری‌های اصلی را عمیقاً بررسی کنند، و توسعه و بهبود بخشند. محصولات کیفیت و ثبات کار سختی است.