Lidar sensörü hakkında bilmeniz gereken tüm bilgiler; Bu teknoloji, otomotiv endüstrisinin geleceğini değiştirebilir

Apple Salı günü iPhone 12’yi tanıttı ve piyasaya sürülmesinden bu yana siber uzaydaki yetenekleri hakkında çeşitli makaleler yayınlandı. Apple’ın yeni ailesinin en tartışmalı özelliklerinden biri olan 5G İnternet’in yanı sıra Lidar Sensör de büyük ilgi gördü. Şirket, yeni kamera özelliğinin yetenekleri hakkında birçok bilgi verdi. Apple, Leidar’ın özellikle düşük ışıkta odak hızını artırarak ve daha karmaşık artırılmış gerçeklik uygulamaları geliştirmek için kamera teknolojisindeki sıçramalarla kamera performansını artırabileceğini söylüyor.

İPhone 12 ailesinin tanıtımında ayrıca şirketin akıllı telefonlarında bu sensörün nasıl çalıştığına dair açıklamalar da verildi; Elbette bu Leidar’ı kullanan firmanın ilk cihazı değil. Apple, teknolojiyi ilk olarak Mart ayında iPad’in yenilenmiş bir sürümünde tanıttı. Henüz kimse iPhone 12’yi sökmediğinden, iPad’den çok fazla bilgi alabiliyoruz.

Kaydırma sensörü nasıl çalışır

Lidar, lazer ışığı gönderip geri dönüş süresini hesaplayarak çalışır. Işık sabit bir hızda hareket ettiğinden, kesin mesafeyi belirlemek için dönüş süresini hesaplamak için kullanılabilir. Bu işlemi iki boyutlu ızgaralar aracılığıyla yapmak ve tekrarlamak, nesnelerin oda, cadde veya diğer yerlerdeki konumunu gösteren üç boyutlu bir ızgara oluşturur.

Haziran ayında, iPad’deki kaydırma sensörünün nasıl çalıştığını gösteren bir Sistem Artı Danışmanlık analizi yaptı. Şirkete göre Apple iPad, VCSEL dikey lazerlerini kullanarak lümen ışık yayıyor. Işığın dönüşü daha sonra tek foton diyotlu SPAD’ler adı verilen sensörler kullanılarak hesaplanır. Bu sensörler Sony tarafından sağlanır.

Kurşun sensörü

Son zamanlarda, otomotiv pazarındaki çeşitli şirketler, çok daha güçlü bir kayma sensörü oluşturmak için VCSEL lazerleri ve SPAD dedektörlerinin bir kombinasyonunu kullanıyor. VCSEL ve SPAD satışlarının en önemli özelliklerinden biri, geleneksel yarı iletken üretim teknikleri kullanılarak üretilebilmeleridir; Sonuç olarak, büyük ölçekli sensörlerin üretimi oldukça ekonomik olarak gerekçelendirilir ve bu alandaki şirketlerin gelişmesine yardımcı olabilir. Elbette, VCSEL tabanlı sensörlerin ortaya çıkmasıyla fiyatları da daha ucuz hale gelecektir.

Ouster ve Ibeo şirketleri Piyasada kaydırmalı sensörler diğerlerinden daha fazla düşünülmektedir. Apple artık bu teknolojiyi ürünlerinde kullanmaya karar verdiğine göre, bu iki şirket için büyük bir fırsat olabilir; Çünkü diğer şirketler muhtemelen Amerikan teknoloji devini takip edecek.

VCSEL teknolojisi, Apple’ın daha basit kayma sensörleri oluşturmasına yardımcı oluyor

Velodyne, ilk 3B boyutlu sensörü on yıldan daha uzun bir süre önce tanıttı. Sensör 75.000 $ civarında fiyatlandırıldı ve bir akıllı telefondan çok daha büyüktü; Ancak Apple iPhone’larda böyle bir sensör kullanmak için bunlarda birkaç değişiklik yapılması gerekiyordu. Bu değişiklikler, boyutu küçültmek ve üretim sürecini daha ucuz hale getirmek için önemliydi; Bu nedenle VCSEL teknolojisi şirketin yardımına geldi.

VCSEL nedir? Geleneksel yarı iletken üretim tekniklerini kullanarak bir lazer üretiyorsanız, iki temel seçeneğiniz vardır: İlk durumda, makinenin yanından yayılan bir lazer yapabilirsiniz; İkinci durumda, cihazın üstünden lazer yayan başka bir teknolojiye geçebilirsiniz. Bu modele VCSEL adı verilir.

Kurşun sensörüDaha önce, ilk model lazerlerin gücü daha fazlaydı. Bu arada, onlarca yıldır VCSEL Optik farelerden ağ ekipmanlarına kadar birçok cihazda kullanıldı. Geçmişte bu teknoloji çok fazla ışığa ihtiyaç duyan cihazlar için kullanılıyordu; Çünkü gerekli güce sahip değildi. Ancak zamanın geçmesi ve teknolojinin ilerlemesi ile birlikte, VCSEL Olgunlaştı ve daha fazla güç kazandı.

Cihazın yan tarafından yayılan bir lazer yapma işlemi çeşitli nedenlerle pahalıdır. Bu, üretim sürecinin maliyetini ve karmaşıklığını artırır; Bu nedenle yapılan lazer sayısı sınırlı olacaktır. Buna karşılık, VCSEL’ler dikey olarak yayılır; Sonuç olarak, pahalı olan özel kesim gerektirmezler. Bu, her bir silikon çipin onlarca veya yüzlerce veya hatta binlerce VCSEL tutabileceği anlamına gelir. Prensip olarak, binlerce VCSEL’e sahip her çip, büyük ölçekte üretilirse birkaç dolardan fazlaya mal olmamalıdır.

Bu lazerin hikayesi daha önce bahsettiğimiz tek foton diyotlara benziyor. Adından da anlaşılacağı gibi, diyotlar o kadar hassastır ki bir fotonu bile algılayabilirler. Bu nedenle, bunları Lidar gibi sensörler için kullanmak karmaşık bir işlem gerektirir; Ancak SPAD’in temel avantajı, VCSEL gibi yapılabilmeleridir. Geleneksel yarı iletken tekniklerini kullanarak tek bir çip üzerinde binlerce parça yaptı.

Daha iyi bir yanal sensöre sahip olmak için VCSEL ve SPAD teknolojileri birleştirilmelidir

VCSEL ve SPAD kombinasyonunu kullanarak, Yanal sensörler için çok iyi bir tasarım elde edilebilir. Ana üç boyutlu kaydırıcı Velodyne 64, Bir kolonda 64 ayrı paket vardı ve her lazerin kendi izleyicisi vardı. Bu sensörün tasarımının karmaşıklığı ve her bir lazer için özel detektörlerin varlığı, slayt üretme işleminin pahalı olmasının nedenlerinden bazılarıdır. Velodyne Onlar.

Son zamanlarda, bazı şirketler bu sensörü oluşturmak için yeni bir tasarım kullandı. Lazer ışınlarını yönlendirmek için 64 yerine ayna yerine ayna kullandılar; Ancak, daha sonra sensörün çalışma sürecini karmaşıklaştırabilecek en az bir hareketli parça hala bulunmaktadır.

Buna karşılık, Apple, Ouster ve Ibeo adlı üç şirket, hareketli parçası olmayan kaydırma sensörleri üretiyor. Tek bir çip üzerinde yüzlerce veya binlerce lazer bulunan VCSEL teknolojisine dayalı katmanlar, sensör görüş alanında herhangi bir yeri algılayabilir. Ayrıca, tüm bu lazerler çip üzerine önceden yüklenmiş olduğundan, montajı klasik Velodyne döner tasarıma göre çok daha kolay olacaktır.

Kurşun sensörüApple’ın en son akıllı telefonlarında TrueDepth adında başka bir üç boyutlu sensör var Biçimlendirme işlevini kullanın FaceID Buna bağlı. Bu sensörün de teknolojiden geldiği söyleniyor VCSEL kullanır. TrueDepth, kullanıcının yüzünü tanımlamak için konu üzerinde 30.000 nokta kullanır. Kullanıcının yüzündeki noktalar, cihazın açılması gibi çeşitli amaçlarla kullanılan yüzünün üç boyutlu bir görüntüsünü oluşturur.

Kaydırma sensörü, tam mesafeyi algılamak için ışığın öznenin yüzeyine dönmesi için geçen süre hesaplamasını kullanır.

IPad’in kaydırma sensörü, TrueDepth’ten çok daha az lazer noktasına sahiptir üretir. Son zamanlarda, siber uzayda bu sensörün kızılötesi kullanarak nasıl çalıştığını gösteren bir video yayınlandı.

Videodan elde edilen bilgilere dayanarak, yanal sensörlerin birkaç yüz piksellik ağları vardır. sensör TrueDepth, kullanıcının yüzünden yansıyan ışığın şeklini inceleyerek mesafeyi tespit etmeye çalışır; Ancak Leidar, ışığın özneden döndüğü süreyi hesaplayarak kesin mesafeyi elde eder. Bu işlem muhtemelen ölçümün doğruluğunu artıracak ve aralığını genişletecektir.

VCSEL ve SPAD’den daha güçlü kaydırıcılar kullanın

Apple’ın kaydırıcı performansı, özel kaydırıcı şirketler tarafından satılan gelişmiş sensörlerin çok gerisinde kalıyor. 3D dimmer’in mucidi Velodyne, en güçlü dimeri için 200 metreden fazla bir menzile sahiptir; Apple sensörünün menzili yaklaşık 5 metredir. Diğer VCSEL tabanlı kaydırıcılar, Apple’ın sensöründen çok daha güçlüdür. Örneğin, Ouster’ın en güçlü VCSEL tabanlı kaydırıcısı, nesne algılama için yaklaşık 100 metrelik bir menzile sahiptir. Bu aralık, Apple sensörü için amaçlanan aralıktan çok daha yüksektir; Elbette, akıllı telefonlarda genellikle kimsenin bu kadar güçlü bir sensöre ihtiyaç duymadığı da unutulmamalıdır.

Velodyne gibi tüm mevcut Ouster sensörleri Dönen parçaları vardır. Onları yapmak için 16 ila 1628 adet VCSEL bir çip üzerine monte edilir ve ardından Velodyne sensörleri gibi dönen bileşenlere monte edilir. Bu sensör modelinin tasarımının basitliği, Ouster’ın ürünlerinin fiyatını önemli ölçüde düşürmesini sağlamıştır; Bu nedenle şirket artık Velodyne’nin ana rakiplerinden biridir; Ama yine de VCSEL sensörleri Pahalıdırlar ve akıllı telefonlarda kullanılamazlar.

Geçen hafta şirket, dönen bir bölümü olmayan yeni yanal sensörleri piyasaya sürmeyi planladığını duyurdu. Bu kez, bir hatta 16 ila 128 lazer kullanmak yerine, Ouster, bir 2D ağda bulunan sensörlerine 20.000’den fazla VCSEL kurdu.

Ibeo, Audi A8 için otomobil pazarındaki ilk yan sensörü yaptı

Ibeo benzer bir strateji kullandı ve şu anda Ouster’ın önünde bile olabilir. Şirket, Audi A8 için otomobil pazarında kullanılan ilk kaydırıcıdır Üretti. Elbette, bu sensör sadece ilkel bir modeldi; Ama şimdi Ibeo, 128’e 80 piksel boyutlarında lazer ızgaraları olan ibeoNext adlı yeni bir model geliştiriyor. Bu sensör, önerilen Ouster modelinden daha küçüktür; Ancak şirketin geçmiş ürünleri açısından daha büyük. Ibeo, şirketin yeni sensörünün 150 metrelik bir menzil içinde bile% 10 yansıma ile nesneler için kullanılabileceğini söylüyor.

Piyasada Sense Photonics adı verilen slayt sensörleri için başka bir rakip var. Diğer şirketler gibi Sense Photonics, kayan sensörlerini oluşturmak için VCSEL ve SPAD teknolojilerini kullanır; Ancak lazer emisyon sürecinde kullandığı yöntem diğer firmalardan farklıdır. Bu yönteme mikro transfer baskı denir ve lazerin aşırı ısınmadan daha fazla enerji kullanmasını sağlar. Şimdiye kadar, bu şirket tarafından üretilen sensör yelpazesi geniş değildi; Ancak CEO’su, 2021’in başlarında 200 metrelik bir menzile sahip kaydırıcıların üretimini açıkladı.

Sensörlere ulaşmak otomobil pazarına ulaşıyor

Her üç şirket de uygun maliyetli yanal sensörler sunuyor; Çünkü çok uzak olmayan bir gelecekte, otomobil pazarında bu bileşene olan talebin önemli ölçüde artacağını tahmin ediyorlar. Kayma sensörleri, gelişmiş sürücü destek sistemlerini (ADAS) önemli ölçüde geliştirebilir.

Arabalarda kaydırmalı sensör kullanmak kazaları azaltabilir

Örneğin, birçok insan Tesla arabalarının en iyi ADAS sesli asistan sistemi olduğuna inanıyor fayda elde etmek; Ancak şirketin arabaları birçok kez çeşitli nesnelerle çarpıştı; Bazen kazaları insanların ölümüne bile yol açtı. Lidar, nesnelerin mesafesini tespit etmede kamera ve radardan daha iyidir; Sonuç olarak, bu sensörün arabalara eklenmesi bu tür kazaların meydana gelmesini önleyebilir.

Şimdiye kadar, otomotiv endüstrisi için kaydırmalı sensörlerin kullanımı ekonomik olarak gerekçelendirilmemiştir; Ama şimdi, uygun maliyetli modeller üretmek için çalışan birkaç farklı şirket ile bu inanç değişiyor. Çok uzak olmayan bir gelecekte yanal sensörlerin bin doların altında fiyatlandırılacağı söyleniyor.

Ouster Şirketi Sensörü amaçlamaktadır ES2’yi 2024’te seri üretime hazırlayın. Şirket, başlangıçta 600 dolara mal olacağını ve sonunda 100 dolara ulaşacağını söylüyor. Bu arada, Ibeo henüz ibeoNext için bir fiyat açıklamadı; Ancak son zamanlarda Çinli şirket Great Wall Motors ile 2022’de seri üretim için bir anlaşmaya vardığını söyledi.

Arabada kurşun sensörü

Ayrıca, büfelerinde VCSEL teknolojisini kullanmayan şirketler artık buna yöneliyor. Bu şirketlerden biri, Volvo ile yakın zamanda yaptığı anlaşmayı açıklayan Luminar. Volvo’nun 2022 yılına kadar Luminar sensörlü otomobiller üretmeyi planladığı söyleniyor.

Kayma sensörleri üreten farklı şirketlerin karşılaştırması

Tüm bu modellerin kendi güçlü ve zayıf yönleri vardır. Şimdiye kadar, Luminar Rakiplere kıyasla en çok galibiyete sahip. Şirket 1.550 nm dalga boyu kullandığı için sensörlerinde böyle bir dalga boyu mevcut. Bu dalga boyunun insan görüşünün kapsamı dışında olduğu da unutulmamalıdır; Sensörün bir sonucu olarak Luminar daha fazla güçle bile göze zarar veremez. Şirketin yanal sensörü, Ouster’dan daha geniş bir görüş alanı sunuyor.

İlgili Makaleler:

Luminar’a sorulabilecek en büyük soru şudur: 1.000 dolarlık fiyat hedefine ne zaman ulaşabilir? Şirketin CEO’su Austin Russell röportajlarından birinde, bu sensörün seri üretimini gerçekleştirmenin tek yolunun fiyatını düşürmek olduğunu söyledi. Şimdi bu ürünü gelecekte 1.000 $ ‘dan satmaya başlayacağını iddia ediyor. Sözünü ne zaman yerine getirebileceğini göreceğiz; Çünkü bu, yanal sensörler dünyasında büyük bir sıçrama olabilir.

Buna karşılık, Ouster ve Ibeo, düşük maliyetli büfe üretiminde çok fazla sorun yaşamamalı. Karşılaştıkları tek sorun 200 metrelik bir mesafeye ulaşmak; Çünkü bu mesafe genel olarak arabaların performansı açısından oldukça önemlidir.

Tüm bu şirketlerin karşılaştığı en büyük sorun, VCSEL ve SPAD teknolojisini arabaların gerektirdiği 200 metrelik menzile ulaşmak için mümkün olan en iyi şekilde birleştirebilmektir. Bu yapılırsa, üretim maliyeti azalacak ve üretim süreci basitleştirilecektir; Ancak Ouster, Ibeo ve Sense sözlerini yerine getiremezlerse, piyasanın çok daha alt seviyelerine düşebilirler.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir