ฝาปิดยานยนต์และวิธีการทำงาน

ลิดาร์ (LiDAR) คืออะไร? Lidar รวมความสามารถที่หลากหลายของเรดาร์เข้ากับความละเอียดเชิงมุมของกล้องเพื่อให้การตรวจจับเชิงลึกที่แม่นยำเพื่อให้ภาพสมบูรณ์ (รูปที่ 1)

รูปที่ 1: กล้อง เรดาร์ และลิดาร์เป็นสามเทคโนโลยีที่เลือกใช้สำหรับการขับขี่อัตโนมัติ (เครดิตรูปภาพ: ADI)

ส่วนภาพแสดงถึงการมองเห็นของกล้องหรือคนขับ การจำแนกวัตถุ และความละเอียดด้านข้าง ความมืดและสภาพอากาศ เช่น หิมะ ฝุ่น หรือฝน อาจทำให้ความสามารถเหล่านี้ลดลงได้ ส่วนเรดาร์แสดงถึงการกลับมาของสัญญาณ RF สัญญาณนี้มีภูมิต้านทานต่อสภาพอากาศและความมืดในขณะเดียวกันก็วัดระยะทางด้วย ส่วน Lidar สามารถทำให้ภาพที่รับรู้สมบูรณ์ได้โดยการจำแนกวัตถุเพิ่มเติม ความละเอียดด้านข้าง ขอบเขต และการเจาะที่มืด

ลิดาร์ทำงานอย่างไร?
องค์ประกอบพื้นฐานของระบบ Lidar ได้แก่ ระบบส่งสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยม สภาพแวดล้อมเป้าหมาย และระบบรับแสงที่ใช้ในการตีความระยะทางไปยังองค์ประกอบภายนอกในสภาพแวดล้อม วิธีการตรวจจับ Lidar ใช้แสงในรูปของเลเซอร์พัลซิ่งเพื่อวัดช่วงโดยการวิเคราะห์เวลาบิน (ToF) ของสัญญาณที่ส่งกลับ (รูปที่ 2)

รูปที่ 2: หน่วยส่งสัญญาณ Lidar แต่ละหน่วยมี "ขอบเขตการมองเห็น" เป็นรูปสามเหลี่ยม (เครดิตรูปภาพ: Bonnie Baker)

การวาดระยะทางขึ้นอยู่กับสัญญาณดิจิตอลออปติคัล

สัญญาณในโดเมนดิจิทัล
วิธีแก้ปัญหาวงจรของ Lidar คือการแก้ปัญหาการรับสัญญาณผ่านแอมพลิฟายเออร์ทรานส์อิมพีแดนซ์ของยานยนต์ ขั้นตอนการป้อนข้อมูลใช้เพื่อยอมรับพัลส์กระแสอินพุตเชิงลบจากเครื่องตรวจจับแสง (รูปที่ 3)

รูปที่ 3: ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของ Lidar ประกอบด้วยตัวส่งเลเซอร์ไดโอดและตัวรับโฟโตไดโอดสองตัว (เครดิตรูปภาพ: Bonnie Baker)

เลเซอร์ไดโอดส่งพัลส์ดิจิตอลผ่านชิ้นแก้ว สัญญาณนี้จะสะท้อนบนโฟโตไดโอด D2 ด้วย การประมวลผลของสัญญาณนี้ให้เวลาในการขนส่งและความล่าช้าทางอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่ในระบบ
พัลส์สัญญาณแสงดิจิตอลกระทบวัตถุและสะท้อนกลับไปยังระบบออปติก พัลส์ที่กลับมาสะท้อนกับโฟโตไดโอด D1 ตัวที่สอง ส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของเส้นทางสัญญาณ D1 จะเหมือนกับเส้นทางสัญญาณ D2 เวลาบินสามารถคำนวณได้หลังจากสัญญาณทั้งสองไปถึงไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCU)

ภาพรวมของตลาด
ระบบ Lidar ของยานยนต์ใช้แสงเลเซอร์แบบพัลซิ่งเพื่อวัดระยะห่างระหว่างยานพาหนะสองคัน ระบบยานยนต์ใช้ Lidar เพื่อควบคุมความเร็วของรถและระบบเบรกเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันของสภาพการจราจร Lidar มีบทบาทสำคัญในฟังก์ชั่นช่วยเหลือรถกึ่งอัตโนมัติหรือเต็มรูปแบบ เช่น ระบบเตือนการชนและหลีกเลี่ยงการชน ระบบช่วยรักษาเลน ระบบเตือนการออกนอกเลน ระบบตรวจสอบจุดบอด Lidar ยานยนต์กำลังแทนที่ระบบเรดาร์ในระบบอัตโนมัติของยานพาหนะรุ่นก่อนหน้า ระบบ Lidar มีระยะตั้งแต่ไม่กี่เมตรไปจนถึงมากกว่า 1,000 เมตร

รูปที่ 4: ตลาดรถยนต์ Lidar แบ่งออกเป็นการใช้งานยานยนต์กึ่งอัตโนมัติและอัตโนมัติเต็มรูปแบบ (แหล่งรูปภาพ: การวิจัยตลาดพันธมิตร)

รถยนต์ไร้คนขับมีการใช้งานอย่างแพร่หลายแล้ว และระบบภาพ Lidar จะช่วยปรับปรุงสถานการณ์ต่อไป เรดาร์ กล้อง และอุปกรณ์ลิดาร์ยังคงเป็นเทคโนโลยีทางเลือกสำหรับการขับขี่กึ่งอัตโนมัติและไร้คนขับเต็มรูปแบบ และราคาของลิดาร์กำลังลดลง และตลาดกำลังเร่งการเปลี่ยนแปลงนี้