15 марта 2025 года Xiaomi Auto отреагировал на вопрос от пользователей сети в эпизоде 126: Экран автомобиля побуждает меня, что «лазерный радар заблокирован». Что такое ситуация и что мне делать? Сяоми сказал: Недавно во многих провинциях по всей стране произошли дождь и снег. Если вы обнаружите, что центральный экран управления вашего автомобиля подсказывает «лазерный радар блокируется, а интеллектуальная функция вождения ограничена», это может быть связано с тем, что датчик блокируется посторонними объектами/дождем и снегом. Пожалуйста, используйте чистую хлопчатобумажную ткань, чтобы аккуратно вытереть поверхность лазерного радиолокационного окна, чтобы восстановить ее в норму. Если проблема сохраняется после уничтожения, пожалуйста, вовремя свяжитесь с центром авто обслуживания Xiaomi. Стоит упомянуть, что в версии интеллектуального управления xiaomi Auto Advanced Intelligent Drive Algorited имеет саморазвитый алгоритм грязи/окклюзии Xiaomi, который может эффективно снизить частоту ложных сигналов тревоги и деградации функции радиолокационного окна и дополнительно улучшить безопасность и стабильность функции интеллектуального вождения.
Исходя из этого вопроса, мы видим, что лидар, как основное оборудование восприятия для автономного вождения, не может адаптироваться ко всем сценариям вождения и может быть затронут иностранными объектами. Почему Лидар оказывает значительное влияние на дождливую и снежную погоду? Сегодня мы подробно поговорим о Лидаре.
Что такое Лидар?
LiDAR (обнаружение света и дальности) является активным датчиком, который использует лазерные лучи для обнаружения и измерения расстояния окружающих целей. Его основной принцип аналогичен принципу традиционного радара, но он использует оптические сигналы вместо радиоволн для передачи информации. Лидар рассчитывает расстояние цели путем излучения лазерных импульсов и измерения времени полета от лазера, излучаемого в лазер, отражается обратно после встречи с объектом. В настоящее время автомобильный лидар в основном использует метод времени полета (TOF), а некоторые системы пробуют технологию непрерывной волны (FMCW). Обе технологии имеют свои преимущества и недостатки. Технология TOF имеет преимущества быстрой скорости отклика и высокой точности обнаружения и подходит для большинства коммерческих применений. Технология FMCW обладает преимуществами непосредственного получения целевой скорости информации и более высокой способности противоположность. Несмотря на то, что все еще существуют определенные трудности в стоимости оборудования и технической реализации, ожидается, что она будет применена по мере улучшения производительности электронных компонентов.
LIDAR обычно состоит из передающего модуля, приемного модуля, модуля сканирования и модуля управления и обработки. Ядром передаваемого модуля является лазер, а его работа в работе обычно имеет два варианта: 905 нм и 1550 нм. Лазеры 905 нм широко используются в лидарах, установленных на транспортных средствах, потому что они используют детекторы на основе кремния, зрелые процессы и низкие затраты, но их расстояние обнаружения относительно короткие из-за ограничений на энергоносители; Лазеры 1550 нм имеют больше преимуществ в области безопасности и проникновения в атмосфер, а их расстояние обнаружения может достигать более 300 метров, но из -за высокой стоимости связанных материалов и восприимчивости к поглощению жидкой водой в дождливую и туманную погоду в настоящее время используются в основном в сценах с чрезвычайно высокими требованиями безопасности.
Приемный модуль является важной частью системы лидар. Его основная функция - захватить отраженный лазерный сигнал и преобразовать его в электрический сигнал, который может быть обработан. Модуль, как правило, состоит из приемной оптической системы, фильтра, детектора и схемы усилителя передней части. В настоящее время технология детектора в лидарной системе в основном сконцентрирована в двух направлениях: APD (Avalanche Photodiode) и SPAD/SIPM (одно фотоно -лавинный диод/кремниевый фотоумноплент). Технология APD является зрелой и недорогой, но она немного недостаточно по чувствительности и динамическому отклику; В то время как технология SPAD/SIPM обладает лучшей производительностью в захвате слабых сигналов, она имеет более высокие требования для общего дизайна системы.
Функция модуля сканирования состоит в том, чтобы сделать лазерный луч непрерывно сканировать в определенном диапазоне углов, чтобы построить трехмерное изображение облака точек окружающей среды. В настоящее время растворы сканирования на рынке в основном делятся на три типа: механический, гибридный твердотельный и чистый твердый штат. Механическое сканирующее раствор побуждает весь модуль приемопередатчика повернуть через двигатель, который может достичь панорамного сканирования на 360 градусов, но он имеет недостатки большого размера, тяжелого веса, сложной корректировки и короткого срока службы; Гибридный твердотельный раствор отделяет модуль приемопередатчика от механизма сканирования, сохраняя при этом высокую скорость сканирования, уменьшая объем и стоимость; Чистое твердотельное раствор использует технологию оптического фазированного массива или технологии вспышки, без механических движущихся частей, поэтому он имеет преимущества высокой интеграции, сильного сопротивления вибрации и длительного срока службы. Хотя это решение является дорогостоящим, оно, как правило, считается направлением развития будущего лидара, установленного на транспортных средствах.
Модуль управления и обработки извлекает многомерную информацию, такую как расстояние, угол и отражательная способность путем усиления, фильтрации, преобразования аналогов в цифровые данные и обработка цифровых сигналов в режиме реального времени на сигналах, собранных LIDAR, и передает эти данные в систему принятия решений на высшем уровне. В настоящее время большинство систем используют FPGA в качестве основного контрольного чипа из -за его сильной программируемости и простых частых обновлений. Однако, благодаря непрерывному развитию саморазвитой технологии SOC, ожидается, что автомобильный лидар будет достигнуть дальнейших прорывов в снижении затрат и повышения эффективности обработки данных.
Почему лидар не может быть заблокирован? Каковы влиятельные факторы?
Во время вождения плохая погода, такая как дождь, снег и песчаные бури, окажут прямое влияние на Лидар. Когда капли дождя или снежинки падают на окно лидара, на поверхности будет образована жидкая или твердая пленка. Эта пленка не только препятствует нормальной эмиссии и приеме лазера, но также вызывает рассеяние, дифрагированные, дифрагированные или даже поглощать некоторые лазерные сигналы, тем самым значительно снижая интенсивность отраженного сигнала. После обнаружения этого ослабления сигнала система подскажет, что датчик заблокирован. Во время вождения транспортное средство также подвержено загрязнению посторонними предметами, такими как грязь, пыль и листья. Эти загрязняющие вещества, прикрепленные к защитному окну LIDAR, еще больше уменьшат оптическое пропускание и вызовут дополнительные сигналы отражения, мешающие суждению системы о реальной среде.
Кроме того, сильные световые помехи, фоновый шум и другие нестабильные факторы в окружающей среде также будут влиять на производительность обнаружения лазерного радара, особенно на целевых показателях с высокой рефлексивностью или низкой рефлексивностью. Эти коэффициенты интерференции могут легко привести к ошибке системы эхо -сигнала, что вызывает ложные тревоги. В дополнение к внешним факторам окружающей среды, ошибка калибровки внутренней механической структуры лазерного радара также является одним из факторов влияния. Внутренние движущиеся части лазерного радара с использованием механического или гибридного твердотельного сканирующего раствора могут иметь такие проблемы, как износ, вызванное вибрацией отклонение или неточную калибровку после длительной работы, что приводит к отклонениям лазерного луча, что приводит к перекрытию или уходу в некоторых областях сканирования, которые затем распознаются по системе в соответствии.
Лазерный радар используется в качестве основного оборудования для восприятия многими автомобильными компаниями, и точность его сбора данных будет напрямую определять восприятие среды транспортного средства и скорость ответа на принятие решений. После того, как данные лазерного радара станут ненормальными из-за окклюзии, система не только столкнется с проблемой снижения диапазона и точности обнаружения, но и может привести к большим ошибкам из-за противоречивых входных данных, когда сплавляются многосенсорные данные, что влияет на распознавание и суждение транспортных средств, пешеходов и линии линий. Чтобы обеспечить безопасность вождения, когда обнаружены аномальные данные LiDAR, некоторые интеллектуальные системы вождения будут активно сокращать или отключить некоторые автономные функции вождения, заставляя транспортное средство переключаться на более низкий уровень режима помощи вождения, который обеспечивает безопасность в определенной степени, но также ослабляет уровень автоматизации автомобиля и опыт вождения. Особенно в чрезвычайных ситуациях, если скорость отклика системы на информацию о окружающей среде уменьшится, она напрямую повлияет на способность транспортного средства принимать эффективные меры избегания и повысить опасность безопасности. Xiaomi Motors представила свой саморазвитый алгоритм лидарной грязи/окклюзии в своей высококлассной интеллектуальной системе вождения, направленной на снижение уровня ложной тревоги, вызванную окклюзией или грязью посредством улучшений на уровне программного обеспечения, и компенсировать ослабление данных, вызванное окружающей средой в определенной степени.
Как будет развиваться Лидар в будущем?
Многие автомобильные компании способствуют решению восприятия на основе чистого зрения, но, поскольку решения Pure Vision Presception Solutions имеют высокие требования к системам принятия решений, эти автомобильные компании не могут полностью отказаться от LIDAR, и LIDAR не может быть полностью заменен в краткосрочной перспективе. Благодаря улучшению технологий, LiDAR будет продолжать двигаться к твердотельной технологии и высоко интегрированному дизайну. Хотя традиционный раствор механического сканирования является зрелым, он имеет недостатки, такие как большой размер, короткий срок службы и восприимчивость к вибрации, поэтому он постепенно заменяется твердым лидаром.
Решение твердого состояния принимает технологию оптического поэтапного массива или вспышки, которая не требует механических движущихся деталей. При улучшении вибрационной сопротивления и срока службы услуг, он также может достичь более высокой системной интеграции и снижения производственных затрат. Исследование и разработка новых оптических материалов и технологии самоочищенного покрытия также в корне улучшат оптическое коэффициент пропускания окна лидара и уменьшит ослабление сигналов, вызванное грязью, царапинами или эрозией окружающей среды. Несмотря на то, что основной поток автомобильного лидара все еще основан на технологии TOF, технология FMCW постепенно вступает в этап исследований и разработок благодаря своей уникальной противоположной способности и преимуществом непосредственного получения целевой скорости информации. Ожидается, что он станет еще одним выбором для высокопроизводительного лидара в будущем.
Проблема окклюзии Лидар может отражать ограничения современной технологии в борьбе со сложными внешними средами, но также предоставляет важную возможность для отраслевых технологических инноваций. В будущем, с непрерывным появлением новых технологий и растущей зрелостью мультисенсорной технологии слияния, LiDAR Systems, несомненно, достигнет более точного и стабильного восприятия окружающей среды, обеспечивая сильную техническую поддержку для достижения более высоких уровней автономного вождения.
