15. marta 2025. godine Xiaomi AUTO je odgovorio na pitanje netizena u epizodi 126: Ekran automobila me traži da je "laserski radar blokiran". Kakva je situacija i šta da radim? Xiaomi je rekao: nedavno, kiša i sneg su se dogodili u mnogim pokrajinama širom zemlje. Ako smatrate da je središnji ekran za upravljanje vašim vozilom "Laserski radar je blokiran, a inteligentna funkcija vožnje je ograničena", možda je zato što je senzor blokiran stranim predmetima / kišom i snijegom. Molimo koristite čistu pamučnu krpu da lagano obrišite površinu laserskog radarskog prozora da biste ga vratili u normalu. Ako se problem nastavi nakon brisanja, molimo kontaktirajte Xiaomi Auto servisni centar na vrijeme. Vrijedno je spomenuti da Xiaomi AUTO Advanced Intelligentna verzija za vožnju ima samorazredni laserski radarska radarska radarska prljavština, koja može učinkovito smanjiti frekvenciju lažnih alarma i degradacije radarske prozore i stabilnost inteligentne funkcije vožnje.
Iz ovog pitanja možemo vidjeti da je Lidar, kao glavni hardver za percepciju za autonomnu vožnju, ne može prilagoditi svim scenarijima vožnje i na njih može utjecati na strani objekti. Zašto Lidar ima značajan utjecaj na kišno i snježno vrijeme? Danas ćemo detaljno razgovarati s vama o Lidaru.
Šta je Lidar?
Lidar (otkrivanje svjetla i rangiranje) je aktivni senzor koji koristi laserske grede za otkrivanje i mjerenje udaljenosti okolnih ciljeva. Njegov osnovni princip sličan je onoj tradicionalnog radara, ali koristi optičke signale umjesto radio valova za prijenos informacija. Lidar izračunava udaljenost cilja emitirajući laserski impulse i mjerenje vremena leta iz lasera koji se emitira u laser koji se odražava natrag nakon što susreću objekt. Trenutno, Automotive Lidar uglavnom koristi metodu vremenskog leta (TOF), a neki sustavi pokušavaju kontinuirani frekvencijski modulirani kontinuirani talas (FMCW). Obje tehnologije imaju svoje prednosti i nedostatke. TOF tehnologija ima prednosti brzine brzog reakcije i visoku tačnost otkrivanja i pogodna je za većinu komercijalnih aplikacija. FMCW tehnologija ima prednosti direktno dobijanja informacija o ciljanim brzinama i jači anti-smetnja sposobnost. Iako još uvijek postoje određene poteškoće u troškovima hardvera i tehničkoj primjeni, očekuje se da će se primijeniti jer se poboljšava nastupi elektroničkih komponenti.
Lidar se uglavnom sastoji od modula za prijenos, modul za prijem, modul za skeniranje i modul za kontrolu i obradu. Jezgro emitiranja modula je laser, a njegova operativna talasna dužina obično ima dvije mogućnosti: 905nm i 1550nm. 905nm laseri se široko koriste u nalogu montiranim vozilima, jer koriste silikonske detektore, zrele procese i niske troškove, ali njihova distanca otkrivanja relativno je kratka zbog sigurnosnih ograničenja; Laseri 1550NM imaju više prednosti u sigurnosnoj i atmosferskoj prodiranju, a njihova distanca za otkrivanje može dostići više od 300 metara, ali zbog visokih troškova povezanih materijala i podložnosti apsorpcije tečne vode u kišnim i maglovitim vremenskim prilikama, oni se uglavnom koriste u scenama sa izuzetno visokim sigurnosnim zahtjevima.
Modul za prijem je ključni dio lidarskog sistema. Njegova glavna funkcija je snimanje reflektiranog laserskog signala i pretvoriti je u električni signal koji se može obraditi. Modul se obično sastoji od primljenog optičkog sistema, filtra, detektora i prednjeg pojačanog pojačala. Trenutno je tehnologija detektora u Lidarskom sustavu uglavnom koncentrirana u dva smjera: APD (lavina fotodiode) i Spad / Sipm (jednokratna fotoodna cijev / silicijum). APD tehnologija je zrela i jeftina, ali malo je nedovoljna u osjetljivosti i dinamičnom odgovoru; Dok tehnologija SPAD / SIPM ima bolje performanse u hvatanju slabih signala, ima veće zahtjeve za cjelokupni sistemski dizajn.
Funkcija modula za skeniranje je da se laserski snop neprekidno skenira u određenom asortimanu u cilju izgradnje trodimenzionalne oblačne slike okoline vozila. Trenutno su rješenja za skeniranje na tržištu uglavnom podijeljena u tri vrste: mehanički, hibridni solid-state i čisto čvrsto stanje. Mehaničko rješenje za skeniranje pokreće cijeli modul primopredajnika da se okreće kroz motor, koji može postići panoramsko skeniranje od 360 stepeni, ali ima nedostatke velike veličine, teške težine, složenog prilagođavanja i kratkog života; Hibridno solidno stanje otopine razdvaja modul primopredajnika iz mehanizma za skeniranje, zadržavajući visoku brzinu skeniranja, smanjujući jačinu i troškove; Čisto solidno stanje koristi optičko faze ili tehnologiju skeniranja u Flash-u, bez mehaničkih pokretnih dijelova, tako da ima prednosti visoke integracije, snažnog otpornosti na vibraciju i dugi život. Iako je ovo rješenje skupo, to se uglavnom smatra razvojnim smjerom na lidaru montiranog na vozilo.
Kontrolni i obradni modul izvlači višedimenzionalne informacije kao što su udaljenost, ugao i reflektivnost pojačanjem, filtriranjem, pretvaranjem analognih digitalnih i prerađujući digitalne signale u stvarnom vremenu na signalima koji su prikupili Lidar i prenosi te podatke na inteligentni sistem odlučivanja na gornji nivo. Trenutno većina sistema koristi FPGA kao jezgra kontrolni čip zbog svoje snažne programibilnosti i jednostavnih čestih nadogradnje. Međutim, uz kontinuirano unapređenje samorazredne tehnologije SoC tehnologije očekuje se da će automobilski lidar postići daljnje proboj u smanjenju troškova i poboljšanju efikasnosti obrade podataka.
Zašto se Lidar ne može blokirati? Koji su faktori uticaja?
Tokom vožnje, loše vrijeme poput kiše, snijega i pješčanih oluja imat će izravan utjecaj na Lidar. Kada kišne kaplji ili pahulje padaju na prozor Lidar, na površini će se formirati tečni ili čvrsti film. Ovaj film ne ometa samo normalnu emisiju i prijem lasera, ali uzrokuje da se neki laserski signali razbacuju, razlikuju ili čak upijaju tokom procesa širenja, značajno smanjujući intenzitet odbijenog signala. Nakon otkrivanja ovog prigušivanja signala, sustav će se uzati da je senzor blokiran. Tokom vožnje vozilo je takođe podložno kontaminaciji stranim predmetima kao što su blato, prašina i lišće. Ovi zagađivači priloženi zaštitnom prozoru Lidar dodatno će smanjiti optičku prenosnicu i uzrokovati dodatne signale refleksije, ometajući se sustavu prosudbe stvarnog okruženja.
Pored toga, snažna svjetlosna smetnja, pozadinska buka i drugi nestabilni faktori u okolišu također će utjecati na performanse otkrivanja laserskog radara, posebno na visokim reflektivnim ciljevima ili ciljevima niskog reflektivnosti. Ovi faktori smetnji mogu lako uzrokovati da sistem zauzme eho signal u grešci, na taj način izazivajući lažne alarme. Pored vanjskih faktora okoliša, greška kalibracije unutarnje mehaničke strukture laserskog radara je također jedan od utjecaja na faktore. Interni pokretni dijelovi laserskog radara pomoću mehaničkih rješenja za skeniranje čvrstog stanja mogu imati problema poput habanja, odstupanja ili netačne kalibracije nakon dugoročnog rada, što rezultira preklapanjem ili propustama u nekim prekrivanjem, koje sustav tada prepoznaju kao okluziju.
Laserski radar koristi se kao glavna hardver za percepciju mnogim kompanijama za automobile, a tačnost njegove prikupljanja podataka izravno će odrediti percepciju okoliša u okolišu i brzini reakcije donošenja odluka. Jednom kada su laserski radarski podaci nenormalni zbog okluzije, sustav se neće suočiti samo sa problemom smanjenog raspona otkrivanja i tačnosti, ali može proizvesti veće pogreške zbog nedosljednih ulaznih podataka kada se unose više senzorskih podataka, čime se utječe na prepoznavanje i prosudbe vozila, prekrivenosti i prosudbe prepreka, pješaka i linije traka. Da bi se osigurala sigurnost u vožnji, kada se otkrije nenormalni podaci o Lidrama, neki inteligentni vozački sustavi aktivno će smanjiti ili isključiti neke autonomne funkcije vožnje, kojim se vozilo u određenoj mjeri osigurava sigurnost, ali i slabi nivoa automatizacije vozila i iskustva u vozilu. Pogotovo u vanrednim situacijama, ako se brza reakcije sistema smanjuje u brzini okoliša, ona će direktno utjecati na sposobnost vozila da poduzme efikasne mjere izbjegavanja i povećavaju opasnosti sigurnosti. Motori Xiaomi predstavili su svoj algoritam samorazvijenog Lidra / okluziva u svom vrhunskom inteligentnom vozačkom sustavu, čiji je cilj smanjiti lažnu brzinu alarma uzrokovanih okluzijom ili prljavštinom putem poboljšanja softvera, te da bi se kompenzirala prigušivanje podataka uzrokovanih umetkom u određenoj mjeri.
Kako će se Lidar razviti u budućnosti?
Mnogi su automobili promovirali percepcijsku rešenja zasnovana na vidiju, ali budući da se čista rešenja zasnovana na percepciji imaju visoke zahteve za sisteme za donošenje odluka, ove automobile ne mogu u potpunosti napustiti Lidar, a Lidar se ne može u potpunosti zameniti u kratkom roku. Poboljšanje tehnologije, Lidar će se nastaviti kretati prema čvrstom tehnologiji i visoko integriranom dizajnu. Iako je tradicionalno mehaničko rješenje za skeniranje zrelo, ima nedostatke kao što su velike veličine, kratki život i osjetljivost na vibracije, tako da se postepeno zamijeni solid-state Lidar.
Solidno rešenje usvaja optičko faze ili tehnologiju skeniranja Flash-a, koja ne zahteva mehaničke pokretne delove. Iako poboljšava vibracijsku otpornost i životnu vijek, može postići i veću integraciju sistema i niže troškove proizvodnje. Istraživanje i razvoj novih optičkih materijala i tehnologije za prevlačenje samočišćenja također će u osnovi poboljšati optičku prijenosnu propusnost prozora LIDAR i smanjiti prigušenje signala uzrokovano prljavštinom, ogrebotinama ili ekološkom erozijom. Iako se glavni tok automobilskog lidara još uvijek temelji na TOF tehnologiji, FMCW tehnologija postepeno ulazi u fazu istraživanja i razvoja sa svojim jedinstvenim anti-smetnjim sposobnostima i prednost direktno dobijanja informacija o ciljanju brzine. Očekuje se da će ubuduće postati još jedan izbor za visoke performanse Litara.
Problem sa okluzijom Lidar može odražavati ograničenja trenutne tehnologije u suočavanju sa složenim vanjskim sredinama, ali pruža i važnu priliku za tehnološku inovaciju industrije. U budućnosti, sa kontinuiranim pojavom novih tehnologija i sve veće ročnosti fuzijske tehnologije na više senzora, Lidar sistemi će zasigurno postići tačniju i stabilniju ekološku percepciju, pružajući snažnu tehničku podršku za postizanje viših nivoa autonomne vožnje.
