ऑटोमोटिव LiDAR पृष्ठभूमि
2015 से 2020 तक, देश ने 'पर ध्यान केंद्रित करते हुए कई संबंधित नीतियां जारी कीं।बुद्धिमान जुड़े वाहन' और 'स्वायत्त वाहन'. 2020 की शुरुआत में, राष्ट्र ने दो योजनाएं जारी कीं: स्वायत्त ड्राइविंग की रणनीतिक स्थिति और भविष्य के विकास की दिशा को स्पष्ट करने के लिए इंटेलिजेंट वाहन नवाचार और विकास रणनीति और ऑटोमोबाइल ड्राइविंग ऑटोमेशन वर्गीकरण।
दुनिया भर में परामर्श देने वाली फर्म योल डेवलपमेंट ने 'लिडार फॉर ऑटोमोटिव एंड इंडस्ट्रियल एप्लिकेशन' से संबंधित एक उद्योग अनुसंधान रिपोर्ट प्रकाशित की है, जिसमें उल्लेख किया गया है कि ऑटोमोटिव क्षेत्र में लिडार बाजार 2026 तक 5.7 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंच सकता है, यह उम्मीद की जाती है कि चक्रवृद्धि वार्षिक अगले पांच वर्षों में विकास दर 21% से अधिक हो सकती है।
ऑटोमोटिव LiDAR क्या है?
LiDAR, लाइट डिटेक्शन एंड रेंजिंग का संक्षिप्त रूप, एक क्रांतिकारी तकनीक है जिसने ऑटोमोटिव उद्योग को बदल दिया है, विशेष रूप से स्वायत्त वाहनों के क्षेत्र में। यह प्रकाश के स्पंदनों को - आमतौर पर लेजर से - लक्ष्य की ओर उत्सर्जित करके और प्रकाश को सेंसर तक वापस लौटने में लगने वाले समय को मापकर कार्य करता है। इस डेटा का उपयोग वाहन के आसपास के वातावरण के विस्तृत त्रि-आयामी मानचित्र बनाने के लिए किया जाता है।
LiDAR सिस्टम अपनी सटीकता और उच्च सटीकता के साथ वस्तुओं का पता लगाने की क्षमता के लिए प्रसिद्ध हैं, जो उन्हें स्वायत्त ड्राइविंग के लिए एक अनिवार्य उपकरण बनाता है। उन कैमरों के विपरीत जो दृश्य प्रकाश पर निर्भर होते हैं और कम रोशनी या सीधी धूप जैसी कुछ स्थितियों में संघर्ष कर सकते हैं, LiDAR सेंसर विभिन्न प्रकार की रोशनी और मौसम की स्थितियों में विश्वसनीय डेटा प्रदान करते हैं। इसके अलावा, दूरी को सटीक रूप से मापने की LiDAR की क्षमता वस्तुओं, उनके आकार और यहां तक कि उनकी गति का पता लगाने की अनुमति देती है, जो जटिल ड्राइविंग परिदृश्यों को नेविगेट करने के लिए महत्वपूर्ण है।
LiDAR कार्य सिद्धांत प्रवाह चार्ट
स्वचालन में LiDAR अनुप्रयोग:
ऑटोमोटिव उद्योग में LiDAR (लाइट डिटेक्शन एंड रेंजिंग) तकनीक मुख्य रूप से ड्राइविंग सुरक्षा बढ़ाने और स्वायत्त ड्राइविंग प्रौद्योगिकियों को आगे बढ़ाने पर केंद्रित है। इसकी मुख्य तकनीक,उड़ान का समय (टीओएफ), लेज़र स्पंदों का उत्सर्जन करके और इन स्पंदों को बाधाओं से वापस परावर्तित होने में लगने वाले समय की गणना करके काम करता है। यह विधि अत्यधिक सटीक "पॉइंट क्लाउड" डेटा उत्पन्न करती है, जो सेंटीमीटर-स्तर की सटीकता के साथ वाहन के चारों ओर के वातावरण के विस्तृत त्रि-आयामी मानचित्र बना सकती है, जो ऑटोमोबाइल के लिए असाधारण सटीक स्थानिक पहचान क्षमता प्रदान करती है।
ऑटोमोटिव क्षेत्र में LiDAR प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग मुख्य रूप से निम्नलिखित क्षेत्रों में केंद्रित है:
स्वायत्त ड्राइविंग सिस्टम:स्वायत्त ड्राइविंग के उन्नत स्तर प्राप्त करने के लिए LiDAR प्रमुख तकनीकों में से एक है। यह वाहन के आसपास के वातावरण, जिसमें अन्य वाहन, पैदल यात्री, सड़क के संकेत और सड़क की स्थिति शामिल है, को सटीक रूप से समझता है, इस प्रकार तेजी से और सटीक निर्णय लेने में स्वायत्त ड्राइविंग सिस्टम की सहायता करता है।
उन्नत ड्राइवर सहायता प्रणाली (एडीएएस):ड्राइवर सहायता के क्षेत्र में, LiDAR का उपयोग वाहन सुरक्षा सुविधाओं को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है, जिसमें अनुकूली क्रूज़ नियंत्रण, आपातकालीन ब्रेकिंग, पैदल यात्री का पता लगाना और बाधा निवारण कार्य शामिल हैं।
वाहन नेविगेशन और पोजिशनिंग:LiDAR द्वारा उत्पन्न उच्च-सटीक 3D मानचित्र वाहन स्थिति सटीकता को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा सकते हैं, विशेष रूप से शहरी वातावरण में जहां जीपीएस सिग्नल सीमित हैं।
यातायात निगरानी एवं प्रबंधन:LiDAR का उपयोग यातायात प्रवाह की निगरानी और विश्लेषण करने, सिग्नल नियंत्रण को अनुकूलित करने और भीड़भाड़ को कम करने में शहर की यातायात प्रणालियों की सहायता के लिए किया जा सकता है।
रिमोट सेंसिंग, रेंजफाइंडिंग, ऑटोमेशन और डीटीएस आदि के लिए।
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ऑटोमोटिव LiDAR की ओर रुझान
1. LiDAR लघुकरण
ऑटोमोटिव उद्योग का पारंपरिक दृष्टिकोण यह मानता है कि ड्राइविंग आनंद और कुशल वायुगतिकी बनाए रखने के लिए स्वायत्त वाहनों को पारंपरिक कारों से दिखने में भिन्न नहीं होना चाहिए। इस परिप्रेक्ष्य ने LiDAR प्रणालियों को लघु बनाने की प्रवृत्ति को प्रेरित किया है। भविष्य का आदर्श यह है कि LiDAR इतना छोटा हो कि उसे वाहन की बॉडी में सहजता से एकीकृत किया जा सके। इसका अर्थ है यांत्रिक घूमने वाले भागों को कम करना या यहां तक कि समाप्त करना, एक बदलाव जो उद्योग के वर्तमान लेजर संरचनाओं से ठोस-अवस्था LiDAR समाधानों की ओर धीरे-धीरे बढ़ने के साथ संरेखित होता है। सॉलिड-स्टेट LiDAR, चलने वाले हिस्सों से रहित, एक कॉम्पैक्ट, विश्वसनीय और टिकाऊ समाधान प्रदान करता है जो आधुनिक वाहनों की सौंदर्य और कार्यात्मक आवश्यकताओं के भीतर अच्छी तरह से फिट बैठता है।
2. एंबेडेड LiDAR समाधान
जैसा कि हाल के वर्षों में स्वायत्त ड्राइविंग प्रौद्योगिकियां उन्नत हुई हैं, कुछ LiDAR निर्माताओं ने ऐसे समाधान विकसित करने के लिए ऑटोमोटिव पार्ट्स आपूर्तिकर्ताओं के साथ सहयोग करना शुरू कर दिया है जो LiDAR को वाहन के कुछ हिस्सों, जैसे हेडलाइट्स में एकीकृत करते हैं। यह एकीकरण न केवल LiDAR सिस्टम को छुपाने, वाहन की सौंदर्य अपील को बनाए रखने का काम करता है, बल्कि LiDAR के दृश्य क्षेत्र और कार्यक्षमता को अनुकूलित करने के लिए रणनीतिक प्लेसमेंट का भी लाभ उठाता है। यात्री वाहनों के लिए, कुछ उन्नत ड्राइवर सहायता प्रणाली (ADAS) कार्यों के लिए LiDAR को 360° दृश्य प्रदान करने के बजाय विशिष्ट कोणों पर ध्यान केंद्रित करने की आवश्यकता होती है। हालाँकि, स्वायत्तता के उच्च स्तर, जैसे कि स्तर 4, के लिए सुरक्षा कारणों से 360° क्षैतिज दृश्य क्षेत्र की आवश्यकता होती है। इससे बहु-बिंदु कॉन्फ़िगरेशन प्राप्त होने की उम्मीद है जो वाहन के चारों ओर पूर्ण कवरेज सुनिश्चित करता है।
3.लागत में कमी
जैसे-जैसे LiDAR तकनीक परिपक्व हो रही है और उत्पादन का स्तर बढ़ रहा है, लागत में गिरावट आ रही है, जिससे इन प्रणालियों को मध्य-श्रेणी के मॉडल सहित वाहनों की एक विस्तृत श्रृंखला में शामिल करना संभव हो गया है। LiDAR प्रौद्योगिकी के इस लोकतंत्रीकरण से ऑटोमोटिव बाजार में उन्नत सुरक्षा और स्वायत्त ड्राइविंग सुविधाओं को अपनाने में तेजी आने की उम्मीद है।
आज बाजार में मौजूद LIDAR ज्यादातर 905nm और 1550nm/1535nm LIDAR हैं, लेकिन लागत के मामले में, 905nm का फायदा है।
· 905nm LiDAR: आम तौर पर, 905nm LiDAR सिस्टम घटकों की व्यापक उपलब्धता और इस तरंग दैर्ध्य से जुड़ी परिपक्व विनिर्माण प्रक्रियाओं के कारण कम महंगे होते हैं। यह लागत लाभ 905nm LiDAR को उन अनुप्रयोगों के लिए आकर्षक बनाता है जहां रेंज और आंखों की सुरक्षा कम महत्वपूर्ण है।
· 1550/1535एनएम लीडर: 1550/1535 एनएम सिस्टम के घटक, जैसे लेजर और डिटेक्टर, अधिक महंगे होते हैं, आंशिक रूप से क्योंकि तकनीक कम व्यापक है और घटक अधिक जटिल हैं। हालाँकि, सुरक्षा और प्रदर्शन के संदर्भ में लाभ कुछ अनुप्रयोगों के लिए उच्च लागत को उचित ठहरा सकते हैं, विशेष रूप से स्वायत्त ड्राइविंग में जहां लंबी दूरी की पहचान और सुरक्षा सर्वोपरि है।
[जोड़ना:905nm और 1550nm/1535nm LiDAR के बीच तुलना के बारे में और पढ़ें]
4. बढ़ी हुई सुरक्षा और उन्नत एडीएएस
LiDAR तकनीक उन्नत ड्राइवर-सहायता प्रणाली (ADAS) के प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है, जो वाहनों को सटीक पर्यावरण मानचित्रण क्षमताएं प्रदान करती है। यह परिशुद्धता टकराव से बचाव, पैदल यात्री का पता लगाने और अनुकूली क्रूज़ नियंत्रण जैसी सुरक्षा सुविधाओं में सुधार करती है, जिससे उद्योग पूरी तरह से स्वायत्त ड्राइविंग प्राप्त करने के करीब पहुंच जाता है।
पूछे जाने वाले प्रश्न
वाहनों में, LIDAR सेंसर प्रकाश तरंगों का उत्सर्जन करते हैं जो वस्तुओं से उछलकर सेंसर पर लौट आते हैं। स्पन्दों के वापस लौटने में लगने वाले समय का उपयोग वस्तुओं से दूरी की गणना करने के लिए किया जाता है। यह जानकारी वाहन के परिवेश का विस्तृत 3डी मानचित्र बनाने में मदद करती है।
एक विशिष्ट ऑटोमोटिव LIDAR प्रणाली में प्रकाश दालों को उत्सर्जित करने के लिए एक लेजर, दालों को निर्देशित करने के लिए एक स्कैनर और प्रकाशिकी, परावर्तित प्रकाश को पकड़ने के लिए एक फोटोडिटेक्टर और डेटा का विश्लेषण करने और पर्यावरण का 3 डी प्रतिनिधित्व बनाने के लिए एक प्रसंस्करण इकाई होती है।
हाँ, LIDAR चलती वस्तुओं का पता लगा सकता है। समय के साथ वस्तुओं की स्थिति में परिवर्तन को मापकर, LIDAR उनकी गति और प्रक्षेपवक्र की गणना कर सकता है।
सटीक और विश्वसनीय दूरी माप और वस्तु का पता लगाने के द्वारा अनुकूली क्रूज़ नियंत्रण, टकराव से बचाव और पैदल यात्री का पता लगाने जैसी सुविधाओं को बढ़ाने के लिए LIDAR को वाहन सुरक्षा प्रणालियों में एकीकृत किया गया है।
ऑटोमोटिव LIDAR तकनीक में चल रहे विकास में LIDAR सिस्टम के आकार और लागत को कम करना, उनकी सीमा और रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाना और उन्हें वाहनों के डिजाइन और कार्यक्षमता में अधिक सहजता से एकीकृत करना शामिल है।
[जोड़ना:LIDAR लेजर के मुख्य पैरामीटर]
1.5μm स्पंदित फाइबर लेजर एक प्रकार का लेजर स्रोत है जिसका उपयोग ऑटोमोटिव LIDAR सिस्टम में किया जाता है जो 1.5 माइक्रोमीटर (μm) की तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जित करता है। यह अवरक्त प्रकाश की छोटी तरंगें उत्पन्न करता है जिनका उपयोग वस्तुओं से उछलकर और LIDAR सेंसर पर लौटकर दूरियां मापने के लिए किया जाता है।
1.5μm तरंग दैर्ध्य का उपयोग किया जाता है क्योंकि यह आंखों की सुरक्षा और वायुमंडलीय प्रवेश के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है। इस तरंग दैर्ध्य रेंज के लेज़रों से कम तरंग दैर्ध्य पर उत्सर्जित होने वाले लेज़रों की तुलना में मानव आँखों को नुकसान पहुँचाने की संभावना कम होती है और यह विभिन्न मौसम स्थितियों में अच्छा प्रदर्शन कर सकते हैं।
जबकि 1.5μm लेजर कोहरे और बारिश में दृश्य प्रकाश से बेहतर प्रदर्शन करते हैं, वायुमंडलीय बाधाओं को भेदने की उनकी क्षमता अभी भी सीमित है। प्रतिकूल मौसम की स्थिति में प्रदर्शन आम तौर पर छोटी तरंग दैर्ध्य लेजर से बेहतर होता है लेकिन लंबी तरंग दैर्ध्य विकल्पों जितना प्रभावी नहीं होता है।
जबकि 1.5μm स्पंदित फाइबर लेजर शुरू में अपनी परिष्कृत तकनीक के कारण LIDAR सिस्टम की लागत में वृद्धि कर सकते हैं, विनिर्माण और पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं में प्रगति से समय के साथ लागत कम होने की उम्मीद है। प्रदर्शन और सुरक्षा के संदर्भ में उनके लाभों को निवेश को उचित ठहराने के रूप में देखा जाता है। 1.5μm स्पंदित फाइबर लेज़रों द्वारा प्रदान किया गया बेहतर प्रदर्शन और उन्नत सुरक्षा सुविधाएँ उन्हें ऑटोमोटिव LIDAR सिस्टम के लिए एक सार्थक निवेश बनाती हैं।.