ऑटोमोटिव लिडार पृष्ठभूमि
2015 से 2020 तक, देश ने कई संबंधित नीतियां जारी कीं, जिनमें ' पर ध्यान केंद्रित किया गया थाबुद्धिमान कनेक्टेड वाहन' और 'स्वायत्त वाहन2020 की शुरुआत में, देश ने दो योजनाएँ जारी कीं: बुद्धिमान वाहन नवाचार और विकास रणनीति और ऑटोमोबाइल ड्राइविंग स्वचालन वर्गीकरण, ताकि स्वायत्त ड्राइविंग की रणनीतिक स्थिति और भविष्य के विकास की दिशा को स्पष्ट किया जा सके।
विश्वव्यापी परामर्श फर्म योले डेवलपमेंट ने 'ऑटोमोटिव और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए लिडार' से संबंधित एक उद्योग अनुसंधान रिपोर्ट प्रकाशित की है, जिसमें बताया गया है कि ऑटोमोटिव क्षेत्र में लिडार बाजार 2026 तक 5.7 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंच सकता है, और यह उम्मीद की जाती है कि अगले पांच वर्षों में चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर 21% से अधिक हो सकती है।
ऑटोमोटिव लिडार क्या है?
लाइट डिटेक्शन एंड रेंजिंग (LiDAR) एक क्रांतिकारी तकनीक है जिसने ऑटोमोटिव उद्योग, विशेष रूप से स्वायत्त वाहनों के क्षेत्र में क्रांति ला दी है। यह तकनीक लक्ष्य की ओर प्रकाश की तरंगें (आमतौर पर लेजर से) भेजकर और प्रकाश को सेंसर तक वापस आने में लगने वाले समय को मापकर काम करती है। इस डेटा का उपयोग वाहन के आसपास के वातावरण के विस्तृत त्रि-आयामी मानचित्र बनाने के लिए किया जाता है।
LiDAR प्रणालियाँ अपनी सटीकता और वस्तुओं का सटीक पता लगाने की क्षमता के लिए प्रसिद्ध हैं, जो उन्हें स्वायत्त ड्राइविंग के लिए एक अनिवार्य उपकरण बनाती हैं। कैमरों के विपरीत, जो दृश्य प्रकाश पर निर्भर करते हैं और कम रोशनी या सीधी धूप जैसी कुछ स्थितियों में ठीक से काम नहीं कर पाते, 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 यहाँ तक कि उनकी गति का पता लगाने में सक्षम बनाती है, जो जटिल ड्राइविंग परिदृश्यों में नेविगेशन के लिए महत्वपूर्ण है।
लिडार के कार्य सिद्धांत का प्रवाह चार्ट
स्वचालन में लिडार के अनुप्रयोग:
ऑटोमोटिव उद्योग में लिडार (लाइट डिटेक्शन एंड रेंजिंग) तकनीक मुख्य रूप से ड्राइविंग सुरक्षा बढ़ाने और स्वायत्त ड्राइविंग तकनीकों को आगे बढ़ाने पर केंद्रित है। इसकी मूल तकनीक,उड़ान का समय (ToF)यह तकनीक लेजर पल्स उत्सर्जित करके और बाधाओं से टकराकर वापस परावर्तित होने में लगने वाले समय की गणना करके काम करती है। यह विधि अत्यधिक सटीक "पॉइंट क्लाउड" डेटा उत्पन्न करती है, जिससे वाहन के आसपास के वातावरण के विस्तृत त्रि-आयामी मानचित्र सेंटीमीटर स्तर की सटीकता के साथ बनाए जा सकते हैं, जो वाहनों के लिए असाधारण रूप से सटीक स्थानिक पहचान क्षमता प्रदान करते हैं।
ऑटोमोटिव सेक्टर में LiDAR तकनीक का अनुप्रयोग मुख्य रूप से निम्नलिखित क्षेत्रों में केंद्रित है:
स्वायत्त ड्राइविंग सिस्टम:लिडार (LiDAR) स्वायत्त ड्राइविंग के उन्नत स्तरों को प्राप्त करने के लिए प्रमुख तकनीकों में से एक है। यह वाहन के आसपास के वातावरण को सटीक रूप से समझता है, जिसमें अन्य वाहन, पैदल यात्री, सड़क संकेत और सड़क की स्थिति शामिल हैं, इस प्रकार स्वायत्त ड्राइविंग प्रणालियों को त्वरित और सटीक निर्णय लेने में सहायता करता है।
उन्नत चालक सहायता प्रणाली (ADAS):ड्राइवर सहायता के क्षेत्र में, LiDAR का उपयोग वाहन सुरक्षा सुविधाओं को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है, जिसमें अनुकूली क्रूज नियंत्रण, आपातकालीन ब्रेकिंग, पैदल यात्री पहचान और बाधा से बचाव कार्य शामिल हैं।
वाहन नेविगेशन और स्थिति निर्धारण:LiDAR द्वारा उत्पन्न उच्च परिशुद्धता वाले 3D मानचित्र वाहनों की स्थिति निर्धारण सटीकता को काफी हद तक बढ़ा सकते हैं, विशेष रूप से शहरी वातावरण में जहां GPS सिग्नल सीमित होते हैं।
यातायात निगरानी और प्रबंधन:लिडार का उपयोग यातायात प्रवाह की निगरानी और विश्लेषण के लिए किया जा सकता है, जिससे शहरी यातायात प्रणालियों को सिग्नल नियंत्रण को अनुकूलित करने और भीड़भाड़ को कम करने में मदद मिलती है।
रिमोट सेंसिंग, रेंजफाइंडिंग, ऑटोमेशन और डीटीएस आदि के लिए।
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ऑटोमोटिव लिडार की ओर रुझान
1. लिडार का लघुकरण
ऑटोमोटिव उद्योग का पारंपरिक दृष्टिकोण यह है कि ड्राइविंग के आनंद और कुशल वायुगतिकी को बनाए रखने के लिए स्वायत्त वाहनों की दिखावट पारंपरिक कारों से भिन्न नहीं होनी चाहिए। इस दृष्टिकोण ने LiDAR प्रणालियों को लघु आकार देने की प्रवृत्ति को बढ़ावा दिया है। भविष्य का आदर्श यह है कि LiDAR इतना छोटा हो कि वाहन के ढांचे में सहजता से एकीकृत हो सके। इसका अर्थ है यांत्रिक घूर्णनशील भागों को कम करना या पूरी तरह से समाप्त करना, एक ऐसा बदलाव जो उद्योग के वर्तमान लेजर संरचनाओं से ठोस-अवस्था LiDAR समाधानों की ओर क्रमिक रूप से बढ़ने के अनुरूप है। ठोस-अवस्था LiDAR, जिसमें कोई गतिशील भाग नहीं होते, एक कॉम्पैक्ट, विश्वसनीय और टिकाऊ समाधान प्रदान करता है जो आधुनिक वाहनों की सौंदर्य और कार्यात्मक आवश्यकताओं के अनुरूप है।
2. एम्बेडेड लिडार समाधान
हाल के वर्षों में स्वायत्त ड्राइविंग तकनीकों में हुई प्रगति के साथ, कुछ LiDAR निर्माताओं ने वाहन के पुर्जों के आपूर्तिकर्ताओं के साथ मिलकर ऐसे समाधान विकसित करने शुरू कर दिए हैं जो LiDAR को वाहन के विभिन्न हिस्सों, जैसे कि हेडलाइट्स, में एकीकृत करते हैं। यह एकीकरण न केवल LiDAR सिस्टम को छुपाकर वाहन की सुंदरता को बनाए रखता है, बल्कि रणनीतिक स्थान का लाभ उठाकर LiDAR के दृश्य क्षेत्र और कार्यक्षमता को भी अनुकूलित करता है। यात्री वाहनों के लिए, कुछ उन्नत चालक सहायता प्रणाली (ADAS) कार्यों के लिए LiDAR को 360° दृश्य प्रदान करने के बजाय विशिष्ट कोणों पर केंद्रित करने की आवश्यकता होती है। हालांकि, स्वायत्तता के उच्च स्तरों, जैसे कि लेवल 4, के लिए सुरक्षा संबंधी विचारों के कारण 360° क्षैतिज दृश्य क्षेत्र आवश्यक हो जाता है। इससे बहु-बिंदु विन्यास विकसित होने की उम्मीद है जो वाहन के चारों ओर पूर्ण कवरेज सुनिश्चित करेगा।
3.लागत में कमी
जैसे-जैसे LiDAR तकनीक परिपक्व हो रही है और उत्पादन बढ़ रहा है, लागत कम हो रही है, जिससे इन प्रणालियों को मध्यम श्रेणी के मॉडलों सहित वाहनों की एक विस्तृत श्रृंखला में शामिल करना संभव हो रहा है। LiDAR तकनीक के इस सर्वव्यापक प्रसार से ऑटोमोटिव बाजार में उन्नत सुरक्षा और स्वायत्त ड्राइविंग सुविधाओं को अपनाने में तेजी आने की उम्मीद है।
आज बाजार में उपलब्ध अधिकांश एलआईडीएआर 905nm और 1550nm/1535nm एलआईडीएआर हैं, लेकिन लागत के मामले में, 905nm का लाभ है।
· 905nm लिडारसामान्यतः, 905nm LiDAR सिस्टम कम खर्चीले होते हैं क्योंकि इस तरंगदैर्ध्य के लिए घटक व्यापक रूप से उपलब्ध हैं और निर्माण प्रक्रियाएँ परिपक्व हैं। इस लागत लाभ के कारण 905nm LiDAR उन अनुप्रयोगों के लिए आकर्षक है जहाँ रेंज और आँखों की सुरक्षा कम महत्वपूर्ण होती है।
· 1550/1535 एनएम लिडार1550/1535 एनएम सिस्टम के लिए लेजर और डिटेक्टर जैसे घटक आमतौर पर अधिक महंगे होते हैं, जिसका एक कारण यह है कि यह तकनीक अभी उतनी प्रचलित नहीं है और इसके घटक अधिक जटिल हैं। हालांकि, सुरक्षा और प्रदर्शन के लिहाज से इसके फायदे कुछ अनुप्रयोगों, विशेष रूप से स्वायत्त ड्राइविंग में, जहां लंबी दूरी की पहचान और सुरक्षा सर्वोपरि है, के लिए इस उच्च लागत को उचित ठहरा सकते हैं।
[जोड़ना:905nm और 1550nm/1535nm LiDAR के बीच तुलना के बारे में और अधिक पढ़ें]
4. बढ़ी हुई सुरक्षा और उन्नत ADAS
LiDAR तकनीक एडवांस्ड ड्राइवर-असिस्टेंस सिस्टम (ADAS) के प्रदर्शन को काफी हद तक बढ़ाती है, जिससे वाहनों को सटीक पर्यावरणीय मानचित्रण क्षमता मिलती है। यह सटीकता टक्कर से बचाव, पैदल यात्री पहचान और अनुकूली क्रूज नियंत्रण जैसी सुरक्षा सुविधाओं को बेहतर बनाती है, जिससे उद्योग पूरी तरह से स्वायत्त ड्राइविंग हासिल करने के करीब पहुंच रहा है।
पूछे जाने वाले प्रश्न
वाहनों में, LIDAR सेंसर प्रकाश तरंगें उत्सर्जित करते हैं जो वस्तुओं से टकराकर वापस सेंसर पर लौट आती हैं। इन तरंगों के वापस लौटने में लगने वाले समय का उपयोग वस्तुओं की दूरी की गणना करने के लिए किया जाता है। यह जानकारी वाहन के आसपास के वातावरण का विस्तृत 3D मानचित्र बनाने में सहायक होती है।
एक विशिष्ट ऑटोमोटिव एलआईडीएआर सिस्टम में प्रकाश स्पंदन उत्सर्जित करने के लिए एक लेजर, स्पंदनों को निर्देशित करने के लिए एक स्कैनर और ऑप्टिक्स, परावर्तित प्रकाश को पकड़ने के लिए एक फोटोडिटेक्टर और डेटा का विश्लेषण करने और पर्यावरण का 3डी प्रतिनिधित्व बनाने के लिए एक प्रोसेसिंग यूनिट शामिल होती है।
जी हां, LIDAR गतिशील वस्तुओं का पता लगा सकता है। समय के साथ वस्तुओं की स्थिति में होने वाले परिवर्तन को मापकर, LIDAR उनकी गति और पथ की गणना कर सकता है।
एलआईडीएआर को वाहन सुरक्षा प्रणालियों में एकीकृत किया जाता है ताकि सटीक और विश्वसनीय दूरी माप और वस्तु पहचान प्रदान करके अनुकूली क्रूज नियंत्रण, टक्कर से बचाव और पैदल यात्री पहचान जैसी सुविधाओं को बढ़ाया जा सके।
ऑटोमोटिव LIDAR तकनीक में चल रहे विकास में LIDAR सिस्टम के आकार और लागत को कम करना, उनकी रेंज और रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाना और उन्हें वाहनों के डिज़ाइन और कार्यक्षमता में अधिक सहजता से एकीकृत करना शामिल है।
[जोड़ना:एलआईडीएआर लेजर के प्रमुख पैरामीटर]
1.5 माइक्रोमीटर (μm) तरंगदैर्ध्य वाला पल्स फाइबर लेजर एक प्रकार का लेजर स्रोत है जिसका उपयोग ऑटोमोटिव LIDAR सिस्टम में किया जाता है। यह 1.5 माइक्रोमीटर (μm) तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जित करता है। यह अवरक्त प्रकाश की छोटी-छोटी तरंगें उत्पन्न करता है जिनका उपयोग वस्तुओं से टकराकर वापस LIDAR सेंसर तक पहुंचने पर दूरियों को मापने के लिए किया जाता है।
1.5 माइक्रोमीटर तरंगदैर्ध्य का उपयोग इसलिए किया जाता है क्योंकि यह आंखों की सुरक्षा और वायुमंडलीय प्रवेश के बीच अच्छा संतुलन प्रदान करता है। इस तरंगदैर्ध्य सीमा में लेजर छोटी तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित होने वाले लेजर की तुलना में मानव आंखों को कम नुकसान पहुंचाते हैं और विभिन्न मौसम स्थितियों में अच्छा प्रदर्शन कर सकते हैं।
हालांकि 1.5μm लेजर कोहरे और बारिश में दृश्य प्रकाश से बेहतर प्रदर्शन करते हैं, फिर भी वायुमंडलीय बाधाओं को भेदने की उनकी क्षमता सीमित है। प्रतिकूल मौसम की स्थिति में उनका प्रदर्शन आमतौर पर कम तरंगदैर्ध्य वाले लेजरों से बेहतर होता है, लेकिन अधिक तरंगदैर्ध्य वाले विकल्पों जितना प्रभावी नहीं होता।
हालांकि 1.5μm पल्स फाइबर लेजर अपनी परिष्कृत तकनीक के कारण शुरुआत में LIDAR सिस्टम की लागत बढ़ा सकते हैं, लेकिन विनिर्माण में प्रगति और बड़े पैमाने पर उत्पादन से समय के साथ लागत कम होने की उम्मीद है। प्रदर्शन और सुरक्षा के मामले में इनके लाभ निवेश को उचित ठहराते हैं। 1.5μm पल्स फाइबर लेजर द्वारा प्रदान किया गया बेहतर प्रदर्शन और उन्नत सुरक्षा सुविधाएँ इन्हें ऑटोमोटिव LIDAR सिस्टम के लिए एक सार्थक निवेश बनाती हैं।.