Contexte LiDAR automobile
De 2015 à 2020, le pays a publié plusieurs politiques connexes, axées sur «véhicules connectés intelligents' et 'véhicules autonomes'.Début 2020, la Nation a publié deux plans : Stratégie d'innovation et de développement des véhicules intelligents et Classification de l'automatisation de la conduite automobile, pour clarifier la position stratégique et l'orientation future du développement de la conduite autonome.
Yole Development, une société de conseil mondiale, a publié un rapport de recherche sur l'industrie associé au « Lidar pour les applications automobiles et industrielles », mentionnant que le marché du lidar dans le domaine automobile peut atteindre 5,7 milliards de dollars américains d'ici 2026, il est prévu que le coût annuel composé Le taux de croissance pourrait atteindre plus de 21 % au cours des cinq prochaines années.
Qu’est-ce que le LiDAR automobile ?
LiDAR, abréviation de Light Detection and Ranging, est une technologie révolutionnaire qui a transformé l'industrie automobile, notamment dans le domaine des véhicules autonomes.Il fonctionne en émettant des impulsions de lumière – généralement provenant d’un laser – vers la cible et en mesurant le temps nécessaire à la lumière pour rebondir vers le capteur.Ces données sont ensuite utilisées pour créer des cartes tridimensionnelles détaillées de l’environnement autour du véhicule.
Les systèmes LiDAR sont réputés pour leur précision et leur capacité à détecter des objets avec une grande précision, ce qui en fait un outil indispensable à la conduite autonome.Contrairement aux caméras qui s'appuient sur la lumière visible et peuvent avoir des difficultés dans certaines conditions comme une faible luminosité ou la lumière directe du soleil, les capteurs LiDAR fournissent des données fiables dans diverses conditions d'éclairage et météorologiques.De plus, la capacité du LiDAR à mesurer les distances avec précision permet de détecter des objets, leur taille et même leur vitesse, ce qui est crucial pour naviguer dans des scénarios de conduite complexes.
Organigramme du 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 de conduite et l’avancement des technologies de conduite autonome.Sa technologie de base,Temps de vol (ToF), fonctionne en émettant des impulsions laser et en calculant le temps nécessaire pour que ces impulsions soient réfléchies par les obstacles.Cette méthode produit des données de « nuage de points » très précises, qui peuvent créer des cartes tridimensionnelles détaillées de l'environnement autour du véhicule avec une précision centimétrique, offrant 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 l’une des technologies clés pour atteindre des niveaux avancés de conduite autonome.Il perçoit avec précision l'environnement autour du véhicule, y compris les autres véhicules, les piétons, les panneaux de signalisation et l'état des routes, 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’assistance 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, en particulier dans les environnements urbains 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 circulation urbaine à optimiser le contrôle des feux et à réduire les embouteillages.
Pour la télédétection, la télémétrie, l'automatisation et le DTS, etc.
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Tendances vers le LiDAR automobile
1. Miniaturisation LiDAR
Le point de vue traditionnel de l'industrie automobile considère que l'apparence des véhicules autonomes ne doit pas différer des voitures conventionnelles afin de conserver le plaisir de conduire et un aérodynamisme efficace.Cette perspective a propulsé la tendance à la miniaturisation des systèmes LiDAR.L’idéal du futur est que le LiDAR soit suffisamment petit pour s’intégrer parfaitement à la carrosserie du véhicule.Cela signifie minimiser, voire éliminer les pièces mécaniques rotatives, un changement qui s'aligne sur l'abandon progressif des structures laser actuelles par l'industrie vers des solutions LiDAR à semi-conducteurs.Le LiDAR à semi-conducteurs, dépourvu de pièces mobiles, offre une solution compacte, fiable et durable qui répond bien aux exigences esthétiques et fonctionnelles des véhicules modernes.
2. Solutions LiDAR embarquées
À mesure que les technologies de conduite autonome ont progressé ces dernières années, certains fabricants de LiDAR ont commencé à collaborer avec des fournisseurs de pièces automobiles pour développer des solutions intégrant le LiDAR dans des parties du véhicule, telles que les phares.Cette intégration sert non seulement à dissimuler les systèmes LiDAR, conservant ainsi l'attrait esthétique du véhicule, mais exploite également le placement stratégique pour optimiser le champ de vision et la fonctionnalité du LiDAR.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 vue à 360°.Cependant, pour des niveaux d'autonomie plus élevés, comme le niveau 4, les considérations de sécurité nécessitent un champ de vision horizontal de 360°.Cela devrait conduire à des configurations multipoints garantissant une couverture complète autour du véhicule.
3.Réduction des coûts
À mesure que la technologie LiDAR évolue et que la production augmente, les coûts diminuent, ce qui rend possible l'intégration de ces systèmes dans une gamme plus large de véhicules, y compris des 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 sur le marché aujourd'hui sont pour la plupart des LIDAR 905 nm et 1 550 nm/1 535 nm, mais en termes de coût, le 905 nm présente l'avantage.
· LiDAR 905 nm: Généralement, les systèmes LiDAR 905 nm sont moins chers en raison de la large disponibilité des composants et des processus de fabrication matures associés à cette longueur d'onde.Cet avantage en termes de coût rend le LiDAR 905 nm attrayant pour les applications où la portée et la sécurité oculaire sont moins critiques.
· LiDAR 1550/1535 nm: Les composants des systèmes 1550/1535 nm, tels que les lasers et les détecteurs, ont tendance à être plus chers, en partie parce que la technologie est moins répandue et que les composants sont plus complexes.Cependant, les avantages en termes de sécurité et de performances peuvent justifier le coût plus élevé de certaines applications, notamment dans la conduite autonome où la détection à longue portée et la sécurité sont primordiales.
[Lien:En savoir plus sur la comparaison entre le LiDAR 905 nm et 1 550 nm/1 535 nm]
4. Sécurité accrue et ADAS améliorés
La technologie LiDAR améliore considérablement les performances des systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS), fournissant aux véhicules des capacités de cartographie environnementale précises.Cette précision améliore les fonctionnalités de sécurité telles 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 rebondissent sur les objets et reviennent au capteur.Le temps nécessaire au retour des impulsions est utilisé pour calculer la distance aux objets.Ces informations permettent de créer une carte 3D détaillée des environs du véhicule.
Un système LIDAR automobile typique se compose d'un laser pour émettre des impulsions lumineuses, d'un scanner et d'une optique pour diriger les 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 des objets en mouvement.En mesurant le changement de 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 la technologie LIDAR automobile incluent la réduction de la taille et du coût des systèmes LIDAR, l'augmentation de leur portée et de leur résolution, et leur intégration plus transparente dans la conception et les fonctionnalités des véhicules.
Un laser à fibre pulsé de 1,5 μm est un type de source laser utilisé dans les systèmes LIDAR automobiles qui émet de la lumière à une longueur d'onde de 1,5 micromètres (μm).Il génère de courtes impulsions de lumière infrarouge qui sont utilisées pour mesurer les distances en rebondissant sur les objets et en revenant au capteur LIDAR.
La longueur d’onde de 1,5 μm est utilisée car elle offre un bon équilibre entre sécurité oculaire et pénétration atmosphérique.Les lasers dans cette gamme de longueurs d'onde sont moins susceptibles de nuire aux yeux humains que ceux émettant à des longueurs d'onde plus courtes et peuvent fonctionner correctement dans diverses conditions météorologiques.
Même si les lasers de 1,5 μm fonctionnent mieux que la lumière visible dans le brouillard et la pluie, leur capacité à pénétrer les obstacles atmosphériques reste limitée.Les performances dans des conditions météorologiques défavorables sont généralement meilleures que celles des lasers à longueur d’onde plus courte, mais pas aussi efficaces que les options à longueur d’onde plus longue.
Même si les lasers à fibre pulsée de 1,5 μm peuvent initialement augmenter le coût des systèmes LIDAR en raison de leur technologie sophistiquée, les progrès de la fabrication et les économies d'échelle devraient réduire les coûts au fil du temps.Leurs avantages en termes de performances et de sécurité justifient l'investissement. Les performances supérieures et les fonctions de sécurité améliorées fournies par les lasers à fibre pulsée de 1,5 μm en font un investissement rentable pour les systèmes LIDAR automobiles..