Otomotiv LiDAR teknolojisine kısa bir bakış

Otomotiv LiDAR teknolojisine kısa bir giriş

• Otonom araçlar için LiDAR
  LiDAR, Light Detection and Ranging ifadesinin kısaltmasıdır ve kızılötesi lazer ışığı kullanarak uzaktaki nesnelere olan mesafeyi ölçme yöntemidir. Bu teknoloji yeni değildir; bitki örtüsü, kentsel topoğrafya, gizli arkeolojik alanlar, bina inşaatı ve artırılmış gerçeklikte kullanılagelmiştir. LiDAR, yüksek çözünürlüklü görüntüler üretebilme yeteneği sayesinde otonom araçların "gözü" gibi çalışır ve hassas mesafe tahmini için kritik öneme sahiptir. Ancak LiDAR'ın dezavantajı maliyetinin yüksek olmasıdır.

• Çalışma dalga boyları
  LiDAR sistemleri çoğunlukla kızılötesi bölgedeki iki dalga boyunda çalışacak şekilde tasarlanır: 905 nm (yakın kızılötesi, NIR) ve 1550 nm (kısa dalga kızılötesi, SWIR). Dalga boyu seçimi; lazer kaynağının çıkış gücü, algılayıcının hassasiyeti ve doğal ya da yapay ışık kaynaklarından gelen girişime bağlıdır. 905 nm görünür ışığa daha yakındır ve göz için zararlı olabilirken, 1550 nm daha yüksek göz güvenliği sunar.

• Fotodedektörler
  LiDAR'da en yaygın kullanılan algılayıcılar Avalanche Photodiodes (APDs)'dir ve silikon, germanyum, indiyum galyum arsenitten üretilir. SPAD'ler tek bir fotona tepki vererek çok hassas mesafe ölçümünü mümkün kılar.

• Mesafe ölçüm teknikleri

  • Doğrudan uçuş süresi (dToF): Lazer darbesi gönderilip yansıyan sinyal algılanarak mesafe ölçülür.
  • Frekans modülasyonlu sürekli dalga (FMCW): Gönderilen darbenin frekansı modüle edilerek mesafe ve hız aynı anda ölçülebilir.

• Mekanik LiDAR sistemleri

  • Tarayıcı LiDAR: 360° yatay görüş alanı sunar; Waymo'nun Laser Bear Honeycomb'u buna örnektir.
  • MEMS aynalı LiDAR: Hareketli lazer kaynağı yerine MEMS aynaları kullanarak lazer ışığını yansıtır.

• Katı hâl LiDAR sistemleri

  • Flash LiDAR: Alanı bir fotoğraf gibi yakalayarak gerçek zamanlı 3B render sağlar.
  • Optik faz dizili (OPA) LiDAR: Silikon fotonik kullanarak çip üzerinde tarayıcı LiDAR gerçekleştiren en yeni yaklaşımlardan biridir.

• Referans materyaller
  Çeşitli kaynaklar, LiDAR teknolojisinin yönelimi ve karşılaştırmaları hakkında bilgi sunar.

[GN⁺]

Hacker News yorumları

• Velodyne'in döner tarayıcılarının hâlâ kullanılıyor olmasına şaşkınlık. Maliyet yüksek ve bunların yerini flash LIDAR ya da MEMS aynalarının alması bekleniyordu

  • Continental bir flash LIDAR şirketini satın aldı, ancak kitlesel pazar oluşmadı
  • Waymo, araç köşelerinde döner LIDAR kullanıyor ve daha ucuz, gömülü alternatiflere ihtiyaç var
  • LIDAR'ın konumu savunmasız ve milimetre faz dizili radar bir alternatif olabilir
  • LIDAR'ın görünüşünün araba gibi olması gerektiği iddiası, ilk arabaların fayton gibi görünmesi gerektiğini söylemekle aynı
  • Atımlı LIDAR, sürekli LIDAR'a kıyasla daha az girişim sorununa sahip

• Hacker News'te bulunan bir LIDAR engel algılama algoritması

  • Otonom sürüş şirketinin Git deposundan sızan algoritma
  • Velodyne HDL-32E için yazılmış kod; birkaç aşamada çalışıyor ve ana engel algılama yöntemi bu
  • NaN noktalarını işliyor ve önbellek açısından verimli satır öncelikli matris düzeniyle yeniden yazılmış
  • Basit ama etkili bir engel algılama yöntemi

• Otomobiller için FMCW LiDAR geliştirme deneyimi

  • Pazara çıkamadı ve maliyeti düşürmek zordu
  • Otomotiv pazarında marjlar düşük

• LIDAR'ın sürücüler veya yayalar için tehlikeli olup olmadığına dair soru

• LIDAR'ın yüksek çözünürlüklü görüntüler üretme kabiliyetine dair şüphe

  • Otomobil radarı sabittir ve LIDAR da sabit olacaktır
  • Döner radar sürekli çözünürlük sunar, LIDAR ise örnekleme yapar
  • LIDAR, doğruluk ve yükseklik ölçümünde güçlüdür

• LIDAR teknolojisine yönelik olumlu görüşler ve Musk'ın karşı çıkışı

• Tüketici tipi lazer işaretleyicilerle LIDAR'ın etkisiz hâle getirilebileceği, buna karşı savunma sistemleri olup olmadığının merakı

• LIDAR'ın yüksek maliyeti ve küçültülmesi gerekliliği

  • Zamanla çözülecek bir sorun ve bunun için yeterli mühendislik çabası var

• Evin yüksek çözünürlükte taranmasını sağlayabilecek bir LIDAR ünitesi hakkında soru