Contexte LiDAR automobile
De 2015 à 2020, le pays a mis en œuvre plusieurs politiques connexes, axées sur «véhicules connectés intelligents' et 'véhicules autonomesAu début de l'année 2020, la Nation a publié deux plans : la Stratégie d'innovation et de développement des véhicules intelligents et la Classification de l'automatisation de la conduite automobile, afin de clarifier la position stratégique et l'orientation future du développement de la conduite autonome.
Yole Development, une société de conseil internationale, a publié un rapport d'étude de marché sur le thème « Lidar pour les applications automobiles et industrielles », indiquant que le marché du lidar dans le secteur automobile pourrait atteindre 5,7 milliards de dollars américains d'ici 2026, et que le taux de croissance annuel composé devrait dépasser les 21 % au cours des cinq prochaines années.
Qu'est-ce que le LiDAR automobile ?
Le LiDAR (Light Detection and Ranging) est une technologie révolutionnaire qui a transformé l'industrie automobile, notamment dans le domaine des véhicules autonomes. Son fonctionnement repose sur l'émission d'impulsions lumineuses, généralement à l'aide d'un laser, vers la cible et la mesure du temps nécessaire à la lumière réfléchie pour revenir au capteur. Ces données permettent ensuite de créer des cartes tridimensionnelles détaillées de l'environnement du véhicule.
Les systèmes LiDAR sont réputés pour leur précision et leur capacité à détecter les objets avec une grande exactitude, ce qui en fait un outil indispensable pour la conduite autonome. Contrairement aux caméras qui fonctionnent grâce à la lumière visible et peuvent rencontrer des difficultés dans certaines conditions, comme une faible luminosité ou en plein soleil, les capteurs LiDAR fournissent des données fiables quelles que soient les conditions d'éclairage et météorologiques. De plus, la capacité du LiDAR à mesurer les distances avec précision permet de détecter les objets, leur taille et même leur vitesse, ce qui est crucial pour la navigation dans des environnements de conduite complexes.
Diagramme de principe de fonctionnement du LiDAR
Applications LiDAR en automatisation :
La technologie LiDAR (Light Detection and Ranging) dans l'industrie automobile est principalement axée sur l'amélioration de la sécurité routière et le développement des technologies de conduite autonome. Sa technologie de base,Temps de vol (ToF)Ce système fonctionne en émettant des impulsions laser et en calculant le temps nécessaire à leur réflexion sur les obstacles. Cette méthode produit des données de « nuage de points » d'une grande précision, permettant de créer des cartes tridimensionnelles détaillées de l'environnement du véhicule avec une précision centimétrique, offrant ainsi une capacité de reconnaissance spatiale exceptionnellement précise pour les automobiles.
L'application de la technologie LiDAR dans le secteur automobile se concentre principalement dans les domaines suivants :
Systèmes de conduite autonome :Le LiDAR est une technologie clé pour atteindre des niveaux avancés de conduite autonome. Il perçoit avec précision l'environnement du véhicule, notamment les autres véhicules, les piétons, la signalisation routière et l'état de la chaussée, aidant ainsi les systèmes de conduite autonome à prendre des décisions rapides et précises.
Systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) :Dans le domaine de l'aide à la conduite, le LiDAR est utilisé pour améliorer les fonctions de sécurité des véhicules, notamment le régulateur de vitesse adaptatif, le freinage d'urgence, la détection des piétons et les fonctions d'évitement d'obstacles.
Navigation et positionnement du véhicule :Les cartes 3D de haute précision générées par LiDAR peuvent améliorer considérablement la précision du positionnement des véhicules, notamment en milieu urbain où les signaux GPS sont limités.
Surveillance et gestion du trafic :Le LiDAR peut être utilisé pour surveiller et analyser le flux de circulation, aidant ainsi les systèmes de gestion du trafic urbain à optimiser la signalisation et à réduire les embouteillages.
Pour la télédétection, la télémétrie, l'automatisation et le DTS, etc.
Besoin d'une consultation gratuite ?
Tendances vers le LiDAR automobile
1. Miniaturisation du LiDAR
L'industrie automobile considère traditionnellement que les véhicules autonomes ne doivent pas différer visuellement des voitures conventionnelles afin de préserver le plaisir de conduite et une aérodynamique efficace. Cette perspective a favorisé la miniaturisation des systèmes LiDAR. L'idéal serait que le LiDAR soit suffisamment petit pour être parfaitement intégré à la carrosserie. Cela implique de minimiser, voire d'éliminer, les pièces mécaniques rotatives, une évolution qui s'inscrit dans la transition progressive de l'industrie des structures laser actuelles vers des solutions LiDAR à semi-conducteurs. Dépourvu de pièces mobiles, le LiDAR à semi-conducteurs offre une solution compacte, fiable et durable, répondant parfaitement aux exigences esthétiques et fonctionnelles des véhicules modernes.
2. Solutions LiDAR embarquées
Avec les progrès réalisés ces dernières années dans le domaine de la conduite autonome, certains fabricants de LiDAR ont entamé une collaboration avec des équipementiers automobiles afin de développer des solutions intégrant le LiDAR à des éléments du véhicule, tels que les phares. Cette intégration permet non seulement de dissimuler les systèmes LiDAR et de préserver l'esthétique du véhicule, mais aussi d'optimiser leur champ de vision et leurs fonctionnalités grâce à un positionnement stratégique. Pour les véhicules de tourisme, certaines fonctions des systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) nécessitent que le LiDAR se concentre sur des angles spécifiques plutôt que de fournir une vision à 360°. Cependant, pour les niveaux d'autonomie supérieurs, comme le niveau 4, les impératifs de sécurité imposent un champ de vision horizontal à 360°. Ceci devrait conduire à des configurations multipoints garantissant une couverture complète autour du véhicule.
3.Réduction des coûts
À mesure que la technologie LiDAR gagne en maturité et que sa production s'intensifie, les coûts diminuent, ce qui permet d'intégrer ces systèmes à une gamme de véhicules plus étendue, y compris les modèles de milieu de gamme. Cette démocratisation de la technologie LiDAR devrait accélérer l'adoption de fonctionnalités avancées de sécurité et de conduite autonome sur le marché automobile.
Les LIDAR actuellement sur le marché sont principalement des LIDAR 905 nm et 1550 nm/1535 nm, mais en termes de coût, le 905 nm présente l'avantage.
LiDAR 905 nmEn général, les systèmes LiDAR 905 nm sont moins coûteux grâce à la large disponibilité des composants et à la maturité des procédés de fabrication associés à cette longueur d'onde. Cet avantage économique rend le LiDAR 905 nm intéressant pour les applications où la portée et la sécurité oculaire sont moins critiques.
LiDAR 1550/1535 nmLes composants des systèmes 1550/1535 nm, tels que les lasers et les détecteurs, sont généralement plus onéreux, notamment en raison d'une technologie moins répandue et d'une plus grande complexité des composants. Toutefois, les gains en matière de sécurité et de performance peuvent justifier ce surcoût pour certaines applications, en particulier la conduite autonome où la détection à longue portée et la sécurité sont primordiales.
[Lien:Pour en savoir plus, consultez la comparaison entre les LiDAR 905 nm et 1550 nm/1535 nm.]
4. Sécurité accrue et systèmes ADAS améliorés
La technologie LiDAR améliore considérablement les performances des systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS), en dotant les véhicules de capacités de cartographie environnementale précises. Cette précision optimise les dispositifs de sécurité tels que l'évitement des collisions, la détection des piétons et le régulateur de vitesse adaptatif, rapprochant ainsi l'industrie de la conduite entièrement autonome.
FAQ
Dans les véhicules, les capteurs LIDAR émettent des impulsions lumineuses qui se réfléchissent sur les objets et reviennent au capteur. Le temps de retour de ces impulsions permet de calculer la distance qui les sépare des objets. Ces informations contribuent à la création d'une carte 3D détaillée de l'environnement du véhicule.
Un système LIDAR automobile typique se compose d'un laser pour émettre des impulsions lumineuses, d'un scanner et d'un système optique pour diriger ces impulsions, d'un photodétecteur pour capturer la lumière réfléchie et d'une unité de traitement pour analyser les données et créer une représentation 3D de l'environnement.
Oui, le LIDAR peut détecter les objets en mouvement. En mesurant l'évolution de la position des objets au fil du temps, le LIDAR peut calculer leur vitesse et leur trajectoire.
Le LIDAR est intégré aux systèmes de sécurité des véhicules pour améliorer des fonctionnalités telles que le régulateur de vitesse adaptatif, l'évitement des collisions et la détection des piétons en fournissant des mesures de distance et une détection d'objets précises et fiables.
Les développements en cours dans le domaine de la technologie LIDAR automobile comprennent la réduction de la taille et du coût des systèmes LIDAR, l'augmentation de leur portée et de leur résolution, et leur intégration plus harmonieuse dans la conception et la fonctionnalité des véhicules.
Un laser à fibre pulsé de 1,5 μm est un type de source laser utilisé dans les systèmes LIDAR automobiles. Il émet une lumière d'une longueur d'onde de 1,5 micromètre (μm) et génère de courtes impulsions de lumière infrarouge qui servent à mesurer les distances en se réfléchissant sur les objets et en retournant vers le capteur LIDAR.
La longueur d'onde de 1,5 μm est utilisée car elle offre un bon compromis entre sécurité oculaire et pénétration atmosphérique. Les lasers émettant dans cette gamme de longueurs d'onde sont moins susceptibles d'endommager les yeux humains que ceux émettant à des longueurs d'onde plus courtes et fonctionnent correctement dans diverses conditions météorologiques.
Bien que les lasers de 1,5 μm soient plus performants que la lumière visible par temps de brouillard et de pluie, leur capacité à traverser les obstacles atmosphériques demeure limitée. Leurs performances par mauvais temps sont généralement supérieures à celles des lasers à longueur d'onde plus courte, mais inférieures à celles des lasers à longueur d'onde plus longue.
Bien que les lasers à fibre pulsés de 1,5 μm puissent initialement augmenter le coût des systèmes LIDAR en raison de leur technologie sophistiquée, les progrès en matière de fabrication et les économies d'échelle devraient permettre de réduire les coûts au fil du temps. Leurs avantages en termes de performance et de sécurité justifient l'investissement. Les performances supérieures et les caractéristiques de sécurité renforcées offertes par les lasers à fibre pulsés de 1,5 μm en font un investissement judicieux pour les systèmes LIDAR automobiles..