הסבר מפורט על החיישן החם ביותר למכוניות בנהיגה עצמית - LIDAR

כשאנחנו מדברים על מכוניות בנהיגה עצמית, טכנולוגיית LIDAR היא חלק חשוב מאוד מהמשוואה. LIDAR הוא חיישן הסורק את סביבתו ויוצר תמונה תלת מימדית. ניתן להשתמש בו בתרחישי יישום כגון זיהוי מכשולים, בניית מפות ואיתור כלי רכב. ולפני זמן מה, עם הנחיתה המוצלחת של Wo Sai Technology NASDAQ, "המנייה הראשונה של LIDAR" של סין, אלא גם לתעשיית LIDAR הזריקה מנה חזקה של חומר קרדיוטוני.
פעם המחיר היקר של LIDAR גורם ליצרנים רבים להרתע, ועם עדכון הטכנולוגיה המחיר יורד צעד אחר צעד, כעת חלק ממכונית הייצור הצליחה לצייד LIDAR אחד או אפילו יותר, עבור הנעזרים בטיחות נהיגה כדי לספק ערבות חזקה. מאמר זה יוביל את הקוראים להסבר מפורט על החיישן החם והחשוב ביותר בתחום הנהיגה האוטונומית – LIDAR.
העיקרון והסוגים של LIDAR LIDAR פועל כחיישן המשתמש בקרן לייזר כדי לסרוק את סביבתו ולקבל מידע מהאותות המוחזרים המוחזרים. LIDAR מורכב בדרך כלל ממשדר ומקלט. המשדר פולט קרן לייזר אשר סורקת את הסביבה. כאשר קרן הלייזר נתקלת באובייקט, היא מוחזרת בחזרה והמקלט קולט את אור הלייזר המוחזר וממיר אותו לאות חשמלי. LIDAR יכול להשתמש במערכת סריקה מסתובבת או במערכת סריקה קבועה כדי לסרוק את הסביבה.

ניתן ליצור תמונת ענן נקודות תלת מימדית באמצעות LIDAR. ענן נקודות הוא אוסף נתונים המורכב מקואורדינטות תלת מימדיות רבות המייצגות את המיקום במרחב של נקודות המוחזרות מקרן לייזר. על ידי עיבוד וניתוח נתוני ענן הנקודות, ניתן לזהות את המיקום, הצורה והגודל של אובייקט.
מידע זה חשוב מאוד עבור הלוקליזציה וחישת הסביבה של מכוניות בנהיגה עצמית.
ישנם סוגים רבים ושונים של LIDAR הזמינים בשוק כיום.
ל-LIDARs אלה מאפיינים שונים ותרחישים ישימים. על פי שיטות הסריקה השונות, ניתן לסווג את LIDAR ל-LIDAR מסתובב ול-LIDAR קבוע.
סיבוב LIDAR סורק את הסביבה הסובבת על ידי סיבוב ראש הסריקה. הוא מכיל בדרך כלל סורק מסתובב ומערכת בקרה. הסורק פולט קרן לייזר אל הסביבה ומסתובב לאחר הפליטה כדי לסרוק את הסביבה פעם אחת. מערכת הבקרה ממירה את נתוני הסריקה לתמונת ענן נקודות תלת מימדית. היתרון של ה-LIDAR המסתובב הוא שהוא סורק במהירות ולוכד פרטים של הסביבה. עם זאת, יש לו את החיסרון שהוא יקר מכיוון שהוא דורש סורקים ומערכות בקרה מתוחכמים.

LIDAR נייח כולל הכוונת קרני לייזר מרובות לכיוונים שונים ולאחר מכן מדידת האותות המוחזרים בו זמנית. מכיוון שקרני הלייזר נפלטות בו זמנית, LIDAR נייח הוא קומפקטי וחסכוני יותר מכיוון שאינו דורש ראש סריקה מסתובב. יש לזה יתרון שהוא פחות יקר ומדויק יותר, אבל הוא לא לוכד את פרטי הסביבה.
מלבד LIDAR מסתובב וקבוע, ישנם סוגים נוספים של LIDAR. לדוגמה, LIDAR עם קו יחיד משתמש רק בקרן לייזר אחת כדי לסרוק את הסביבה ומתאים לתרחישי נהיגה אוטונומית במהירות נמוכה. LIDAR רב-קו, לעומת זאת, משתמש בקרני לייזר מרובות, שיכולות להגביר את מהירות הסריקה והרזולוציה. ישנן גם טכנולוגיות LIDAR מתפתחות, כגון LIDAR מצב מוצק ו-LIDAR אופטי, המציעות דיוק גבוה יותר ועלות נמוכה יותר.
LIDAR בנהיגה אוטונומית
ל-LIDAR מגוון רחב של יישומים במכוניות בנהיגה עצמית. ניתן להשתמש בו בתרחישי יישומים כגון זיהוי מכשולים, שמירה על נתיב, בקרת שיוט אדפטיבית וחניה אוטונומית. ביניהם, זיהוי מכשולים הוא אחד היישומים הקריטיים ביותר. כלי רכב אוטונומיים צריכים להיות מסוגלים לזהות במהירות ובדייקנות מכשולים בסביבה הסובבת, לרבות כלי רכב אחרים, הולכי רגל, מבנים ותמרורים. LIDAR יכול ליצור תמונות ענן נקודות תלת-ממדיות בדיוק גבוה כדי לזהות את המיקום והגודל של מכשולים, ולספק חישת סביבה מדויקת עבור מכוניות בנהיגה עצמית.
טכנולוגיית LIDAR ממשיכה להתפתח, וסוגים חדשים של LIDAR צצים כדי לספק דיוק גבוה יותר ועלות נמוכה יותר עבור מכוניות בנהיגה עצמית. לדוגמה, כמה LIDARs חדשים של מצב מוצק משתמשים בפולטי לייזר במצב מוצק ובסורקים במהירות גבוהה, המעניקים להם דיוק מדידה גבוה יותר וגודל קטן יותר. בנוסף, כמה מכשירי LIDAR אופטיים חדשים משתמשים בלייזרים גלויים ואינפרא אדום כדי לזהות סוגים נוספים של מכשולים, כולל עצמים שחורים ומשטחים בעלי השתקפות נמוכה. הופעת הטכנולוגיות החדשות הללו הופכת את LIDAR למבטיחה יותר ופותחת אפשרויות נוספות למימוש מכוניות בנהיגה עצמית.

בנוסף, טכנולוגיית LIDAR עומדת בפני מספר אתגרים נוספים. לדוגמה, דיוק הזיהוי של LIDAR מושפע מההפרעות והרעש של הסביבה, כגון גשם, שלג וערפל. על מנת לשפר את דיוק הזיהוי של LIDAR, החוקרים מפתחים אלגוריתמים וטכניקות חדשות, כגון אלגוריתמים המבוססים על למידת מכונה ולמידה עמוקה, וכן טכנולוגיות חיישנים עם רזולוציה גבוהה יותר וקצב פריימים גבוה יותר.
תחרות בין ספקי LIDAR מקומיים וזרים
ספקי LIDAR הסיניים הניבו ביצועים טובים במונחים של מו"פ עצמאי, בשלות טכנולוגית ונתח שוק. roboSense, Hesai Technology ו-SureStar השיקו כולן מגוון מוצרי LIDAR ונעשה בהם שימוש נרחב בנהיגה אוטונומית, רובוטיקה, לוגיסטיקה ותחומים נוספים. במיוחד מבחינת עלות, המוצרים של ספקי LIDAR הסיניים הם יחסית נוחים יותר, מה שגם נותן להם יתרון בתחרות בשוק. עם הרישום של Hesai, זה דחף את LIDAR המקומי לגובה חדש חסר תקדים.

עם זאת, במקביל, במחקר ופיתוח וביישום טכנולוגיית LIDAR, ארצות הברית וישראל ומדינות מפותחות אחרות מציגות ביצועים טובים. Velodyne ו-Quanergy ויצרניות LIDAR אמריקאיות אחרות ב-LIDAR המכני וב-LIDAR במצב מוצק הם בעלי רמה גבוהה של בגרות טכנולוגית, יציבות המוצר ודיוק הגיעו לרמה גבוהה. גם יצרנית LIDAR הישראלית, בטכנולוגיית LIDAR ו-MEMS LIDAR מוצק, משכה תשומת לב רבה. בפרט, מוצרי LIDAR מוצק שהשיקה Innoviz נחשבים לאחד המוצרים המשבשים ביותר בשוק, עם דיוק גבוה, מהירות גבוהה ויציבות גבוהה.
בנוסף, בנוסף לחוזק הטכני, יצרני LIDAR צריכים להתמקד גם בתחרות בשוק הבינלאומי. עקב ההתפתחות המהירה של סין בטכנולוגיית LIDAR ומו"פ מוצרים, ספקי LIDAR מקומיים מאיצים את מעברם לשוק הבינלאומי. ספקי LIDAR סיניים כגון RoboSense ו-Hesai Technology כבר הקימו סניפים בארה"ב, אירופה ויפן, והקימו שיתופי פעולה. קשרים עם יצרניות רכב מקומיות וחברות נהיגה אוטונומית, מה שמאיץ את תהליך הבינאום שלהן.
עם זאת, התחרות בשוק הבינלאומי גם עזה מאוד. בשוק האמריקאי, Velodyne תופסת נתח שוק מוחלט ובעלת יתרונות טכנולוגיים ומותגיים חזקים. בנוסף, גם חברות כמו Quanergy ו-Innoviz צברו נתח שוק מסוים בשוק האמריקאי. בשוק האירופי, LeddarTech ו-Cepton גם הופיעו היטב, והתחרו בעוז עם יצרנים סיניים.
לְסַכֵּם
כאחד מחיישני הליבה של מכוניות בנהיגה עצמית, LIDAR יכול לספק חישת סביבה מדויקת וזיהוי מכשולים, שהיא אחת הטכנולוגיות המרכזיות למימוש נהיגה אוטונומית. הטכנולוגיה של LIDAR ממשיכה להתפתח, וההופעה של סוגים חדשים של LIDAR, כגון LIDAR מצב מוצק ו-LIDAR אופטי, מספקת דיוק גבוה יותר ועלות נמוכה יותר עבור מכוניות בנהיגה עצמית. עם הפיתוח המתמשך של מכוניות בנהיגה עצמית, סיכוי היישום של LIDAR יהיה רחב יותר ויותר.
עם זאת, ל-LIDAR יש גם כמה מגבלות. ראשית, הוא רגיש לרפלקטיביות ולצבע של הסביבה, ויתכן וחפצים שחורים בסביבה לא יזוהו. שנית, מרחק המדידה של LIDAR מוגבל, וזיהוי למרחקים ארוכים עלול להוביל לירידה ברמת הדיוק. כדי להתגבר על מגבלות אלו, חוקרים בוחנים באופן פעיל טכנולוגיות חיישנים חדשות ואלגוריתמים כדי לשפר את יכולת החישה והבטיחות של מכוניות בנהיגה עצמית.
לסיכום, ל-LIDAR, כאחד מחיישני הליבה למכוניות בנהיגה עצמית, יש מגוון רחב של יישומים וטכנולוגיות מתפתחות. אנו מאמינים שבעתיד הקרוב, טכנולוגיית LIDAR תמשיך להתקדם כטכנולוגיה חשובה בתחום הנהיגה האוטונומית, המספקת יכולת חישת סביבה מדויקת, בטוחה ואמינה יותר עבור מכוניות בנהיגה עצמית. תורגם עם www.DeepL.com/Translator (גרסה חינמית)