in ,

Cảm biến trạng thái rắn cho ADAS, Mục tiêu Lái xe Tự hành Mức giá $ 500

Velarray H800 của Velodyne là thiết bị đầu tiên trong dòng cảm biến nhằm mục đích làm cho công nghệ LiDAR được phổ biến rộng rãi với mức giá phải chăng hơn.

Sản phẩm mới nhất của Velodyne Lidar, Velarray H800, là một cảm biến trạng thái rắn được thiết kế để điều hướng ô tô và tránh va chạm trong các hệ thống hỗ trợ người lái tiên tiến (ADAS) và xe tự lái. Được xây dựng bằng cách sử dụng kiến trúc mảng micro-LiDAR (MLA) của Velodyne, nó sử dụng tám tia laser phát ra, bộ tách sóng quang photodetector và một chip ASIC độc quyền, tất cả đều vừa vặn với một gói có kích thước bằng một con tem bưu chính.

Xác định phạm vi và phát hiện ánh sáng (LiDAR) là một công nghệ cảm biến cho phép các phương tiện tự hành “nhìn thấy” thế giới xung quanh, tạo ra một mô hình ảo của môi trường để tạo điều kiện thuận lợi cho việc ra quyết định và điều hướng. Cảm biến LiDAR tạo bản đồ 3D của môi trường xung quanh bằng cách sử dụng tia laser quét và đo khoảng cách time-of-flight (ToF). ToF, là nguyên lý hoạt động của LiDAR, cung cấp thông tin về khoảng cách bằng cách đo thời gian di chuyển của ánh sáng phát ra. Các tín hiệu ánh sáng phản xạ được phương tiện đo và xử lý để phát hiện, xác định và quyết định cách tương tác với hoặc tránh các đối tượng.

Các phiên bản trước đó của LiDAR xe tự lái được trang bị điện cơ và được gắn trên các đế xoay cơ học để phát ra ánh sáng laze 360 độ. Tia laser và bộ thu xoay quay để quét khu vực xung quanh nó. Các bộ phận chuyển động này phải chính xác để có được các phép đo phù hợp với điều hướng tự động. Ngoài ra, các bộ phận chuyển động có nghĩa là cảm biến sẽ kém đàn hồi hơn trước các rung động. Ví dụ: lái xe ở địa hình gồ ghề, có thể tác động tiêu cực đến các phép đo.

LiDAR trạng thái rắn là cảm biến dựa trên chip silicon và không yêu cầu các bộ phận chuyển động cơ học. Lợi ích của việc xây dựng trạng thái rắn được phản ánh trong việc giảm không gian xây dựng, cho phép các nhà cung cấp cắt giảm chi phí và đạt được kích thước cực kỳ nhỏ để các đơn vị có thể được tích hợp vào các phương tiện. Yếu tố hình thức của nó cho thấy Velarray H800 phù hợp cho các ứng dụng nội thất và ngoại thất và có thể được tích hợp bởi các nhà thiết kế và kỹ sư OEM với sự tự do và linh hoạt trong thiết kế.

Ưu điểm trạng thái rắn

LiDAR trạng thái rắn có thể tăng phạm vi và độ phân giải. Độ chính xác này, kết hợp với khả năng phát hiện tầm xa, giúp phân loại đối tượng tốt hơn (ví dụ: người đi bộ và xe cộ) và cải thiện khả năng theo dõi chuyển động — một đối tượng đang di chuyển nhanh như thế nào và theo hướng nào.

Thiết kế trạng thái rắn có một ưu điểm khác: Không có bộ phận chuyển động, cảm biến vốn ít phức tạp và dễ vỡ hơn các thiết kế khác dựa vào gương quay vi cơ hoặc các cơ chế quét vật lý khác.

Bởi vì nó không có bộ phận chuyển động, cho nên thiết bị ở trạng thái rắn có khả năng chống sốc và rung động và do đó ít bị giảm độ chính xác liên quan đến chuyển động. LiDAR trạng thái rắn cũng có thể cung cấp hình ảnh 3D chính xác trong mọi thời tiết, không phụ thuộc vào ngày hay đêm.

Khả năng như vậy có được nhờ vào một khái niệm tương tự như radar mảng pha (phased-array radar), trong đó một số bộ phát quang gửi ra các chùm photon theo các mẫu và pha cụ thể để tạo ra phát xạ định hướng. Kích thước, tiêu điểm và hướng của chương trình phát sóng này có thể được thay đổi mà không cần phải điều chỉnh vật lý các thiết bị phát.

Các tính năng của Velarray

Với trường nhìn 120 độ theo chiều ngang và 16 độ theo chiều dọc, Velarray H800 cho phép phát hiện các đối tượng ở ngoại vi, trong trường gần và trên cao, đồng thời xử lý các khúc cua trên đường dốc và quanh co. Điều này cho phép các tính năng ADAS cao cấp trên đường cao tốc như kiểm soát hành trình thích ứng, hỗ trợ giữ làn đường và phanh khẩn cấp tự động. Cảm biến có thể được kết hợp với bộ phần mềm Vella của Velodyne, bao gồm toàn bộ quang phổ của các chức năng an toàn.

Cảm biến Velarray H800 được thiết kế để lắp phía sau kính chắn gió hoặc có thể lắp vào bên ngoài xe.

Các thành phần phần cứng và phần mềm này đang được phát triển để tuân thủ các yêu cầu an toàn chức năng của ô tô được xác định trong tiêu chuẩn ISO-26262. Thông qua giám sát dự đoán va chạm, Vella so sánh quỹ đạo của một vật thể với quỹ đạo của một phương tiện khác để xác định và tránh các tình huống va chạm sắp xảy ra.

Velarray H800 cung cấp dữ liệu phát hiện ở phạm vi hoạt động từ 0,1 đến 200 m. Phạm vi này kết hợp với trường nhìn tương đối rộng có nghĩa là các góc và đường dốc đều nằm trong phạm vi cảm biến của Velarray H800. Do đó, nó có thể phát hiện các đối tượng đủ sớm để tạo khoảng cách dừng an toàn trong các tình huống lái xe trong đô thị và tránh va chạm trên các đoạn đường cong và ngã rẽ.

Với tỷ lệ khung hình có thể định cấu hình, Velarray H800 cung cấp mật độ đám mây điểm cao cần thiết cho các tác vụ phân loại đối tượng và lập bản đồ độ phân giải cao. Các đám mây điểm thường được hình thành bởi một lượng lớn dữ liệu. Các hệ thống LiDAR thông minh, mới hơn như hệ thống này có thể truy cập lại một đối tượng trong cùng một khung — chúng có khả năng truy vấn một đối tượng hoặc vị trí nhiều lần trong một khung thông thường.

Cảm biến mới đầu tiên từ Velodyne được ra mắt kể từ khi công ty ra mắt công chúng vào ngày 30 tháng 9, Velarray H800 khởi động thế hệ tiếp theo của danh mục LiDAR trạng thái rắn của công ty với nhiều thông báo hơn sẽ được công bố trong những tháng tới.

Cảm biến là tâm điểm trong nỗ lực của công ty nhằm đưa công nghệ LiDAR phổ biến rộng rãi với mức giá phải chăng hơn. Velodyne Lidar đã công bố kế hoạch đưa các cảm biến dành cho ô tô không người lái vào sản xuất hàng loạt vào năm 2021 — với giá mục tiêu là 500 USD.

Cạnh tranh trên Mặt trận cảm biến trạng thái rắn

Velodyne đang phải đối mặt với sự cạnh tranh trong lĩnh vực này: Cảm biến ES2 của Ouster, được công bố vào tháng 10, sử dụng tính năng quét điện tử để bắn liên tiếp một mảng hơn 10.000 tia laser được in trên một con chip, mỗi tia được cố định trên một điểm khác nhau trong trường nhìn. Không cần bộ phận chuyển động nào để đạt được mục tiêu phạm vi, trường nhìn và độ phân giải của quyền tự chủ hiệu suất cao.

Cảm biến ES2 của Ouster sẽ ra mắt với phạm vi tối đa hơn 200 mét trên bề mặt phản xạ 10%. Công ty có kế hoạch tích cực giảm giá thành của LiDAR trạng thái rắn; ES2 sẽ có giá dự kiến là 600 đô la khi sản xuất hàng loạt. Lộ trình của nó được cho là cho phép các mô hình trong tương lai phá vỡ rào cản giá 100 đô la.

Quá trình phát triển cảm biến ES2 đang được tiến hành tại trụ sở của Ouster ở San Francisco và công ty có kế hoạch cung cấp các mẫu sản phẩm cho các khách hàng và đối tác chính vào năm 2022. Sản xuất số lượng lớn sẽ bắt đầu vào năm 2023 và sản xuất hàng loạt vào năm 2024.

Innoviz là một trong những công ty LiDAR đầu tiên phát triển phần mềm nhận thức, phần mềm này sẽ đi kèm với cảm biến InnovizOne cho các ứng dụng cấp ô tô. Cảm biến sử dụng gương (phản chiếu) hệ thống vi cơ điện tử (MEMS) để điều hướng chùm tia đến từ các tia laser tĩnh. InnovizOne sẽ được sử dụng trong mẫu SUV chạy điện hoàn toàn iX sắp tới của BMW cũng như sản xuất hàng loạt xe tự hành Cấp độ 3-5.

Volvo dự định sử dụng cảm biến LiDAR của công ty khởi nghiệp Luminar trong chiếc XC90 sắp ra mắt vào năm 2022. Luminar đã cho biết đơn vị LiDAR của họ sẽ có giá dưới 1.000 USD/chiếc cho các xe sản xuất tìm kiếm quyền tự chủ hoàn toàn và khoảng 500 USD cho phiên bản sử dụng cho các mục đích hạn chế hơn như hỗ trợ người lái.

Nói chung, các nhà phân tích tại công ty tư vấn công nghệ IDTechEx đang theo dõi hơn 100 công ty hiện đang phát triển mô-đun LiDAR 3D.

ElectronicDesign

Bản quyền thuộc về XecoV, đề nghị không sao chép cho mục đích thương mại!
Khi sao chép cho mục đích phi thương mại từ XecoV, đề nghị ghi rõ nguồn: "XecoV.Com". Xin Cảm Ơn!

Bạn nghĩ sao?

129 Points
Upvote Downvote
Hero

Được viết bởi Fields Nguyen

Đơn giản là viết - Kỹ thuật Ô tô!

Years Of MembershipUp/Down VoterContent Author

Bình luận

Leave a Reply