Tổng quan về công nghệ LiDAR ô tô

 (viksnewsletter.com)
2 điểm bởi GN⁺ 2024-11-27 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp

Giới thiệu ngắn gọn về công nghệ LiDAR ô tô

  • LiDAR cho xe tự hành
    LiDAR là viết tắt của Light Detection and Ranging, một phương pháp sử dụng tia laser hồng ngoại để đo khoảng cách đến các vật thể ở xa. Công nghệ này không mới, và đã được sử dụng cho thảm thực vật, địa hình đô thị, các địa điểm khảo cổ bị che khuất, xây dựng công trình và thực tế tăng cường. LiDAR đóng vai trò như “đôi mắt” của xe tự hành nhờ khả năng tạo ra hình ảnh độ phân giải cao, và là thành phần thiết yếu để ước lượng khoảng cách chính xác. Tuy nhiên, nhược điểm của LiDAR là chi phí cao.

  • Bước sóng hoạt động
    Các hệ thống LiDAR chủ yếu được thiết kế để hoạt động ở hai bước sóng trong vùng hồng ngoại: 905 nm (cận hồng ngoại, NIR) và 1550 nm (hồng ngoại sóng ngắn, SWIR). Việc lựa chọn bước sóng phụ thuộc vào công suất đầu ra của nguồn laser, độ nhạy của cảm biến, cũng như nhiễu từ các nguồn sáng tự nhiên và nhân tạo. 905 nm gần với vùng ánh sáng nhìn thấy nên có thể gây hại cho mắt, trong khi 1550 nm an toàn hơn cho mắt.

  • Bộ quang dò
    Các cảm biến được dùng phổ biến nhất trong LiDAR là Avalanche Photodiodes (APDs), được chế tạo từ silicon, germanium và indium gallium arsenide. SPADs phản ứng với từng photon đơn lẻ, cho phép đo khoảng cách với độ chính xác rất cao.

  • Công nghệ đo khoảng cách

    • Direct Time of Flight (dToF): Phương pháp phát xung laser và phát hiện tín hiệu phản xạ để đo khoảng cách.
    • Frequency-Modulated Continuous Wave (FMCW): Có thể đo đồng thời khoảng cách và vận tốc bằng cách điều biến tần số của xung truyền đi.

  • Hệ thống LiDAR cơ khí

    • Scanning LiDAR: Cung cấp trường nhìn ngang 360°, ví dụ như Laser Bear Honeycomb của Waymo.
    • LiDAR gương MEMS: Sử dụng gương MEMS để phản xạ tia laser thay vì dùng nguồn laser chuyển động.

  • Hệ thống LiDAR trạng thái rắn

    • Flash LiDAR: Ghi lại không gian như chụp ảnh, cung cấp khả năng dựng hình 3D theo thời gian thực.
    • LiDAR Optical Phased Array (OPA): Một cách tiếp cận hiện đại để triển khai scanning LiDAR trên chip bằng silicon photonics.

  • Tài liệu tham khảo
    Nhiều tài liệu khác nhau cung cấp góc nhìn về định hướng phát triển và so sánh công nghệ LiDAR.

Bài viết liên quan

1 bình luận

 
GN⁺ 2024-11-27
Ý kiến trên Hacker News

  • Ngạc nhiên vì máy quét quay của Velodyne vẫn còn được sử dụng. Chi phí cao, và đã từng nghĩ Flash LIDAR hoặc gương MEMS sẽ thay thế

    • Continental đã mua lại một công ty Flash LIDAR nhưng thị trường đại chúng đã không hình thành
    • Waymo đang sử dụng LIDAR quay ở các góc xe, và cần một phương án thay thế rẻ hơn, dạng tích hợp chìm
    • Vị trí của LIDAR khá dễ bị tổn thương, và radar mảng pha milimet có thể là một lựa chọn thay thế
    • Lập luận rằng LIDAR phải trông giống một chiếc ô tô cũng giống như lập luận rằng những chiếc ô tô đầu tiên phải trông giống xe ngựa
    • LIDAR xung có ít vấn đề nhiễu hơn so với LIDAR liên tục

  • Thuật toán phát hiện chướng ngại vật bằng LIDAR được tìm thấy trên Hacker News

    • Thuật toán bị rò rỉ từ kho Git của một công ty xe tự lái
    • Đây là mã dành cho Velodyne HDL-32E, hoạt động qua nhiều giai đoạn và là phương pháp phát hiện chướng ngại vật chủ chốt
    • Xử lý các điểm NaN và đã được viết lại theo bố cục ma trận ưu tiên hàng để tối ưu hiệu quả bộ nhớ đệm
    • Đây là một phương pháp phát hiện chướng ngại vật đơn giản nhưng hiệu quả

  • Kinh nghiệm phát triển FMCW LiDAR cho ô tô

    • Đã không thể đưa ra thị trường, và rất khó giảm chi phí
    • Biên lợi nhuận trong thị trường ô tô thấp

  • Câu hỏi về việc LIDAR có gây nguy hiểm cho tài xế hoặc người đi bộ hay không

  • Nghi vấn về khả năng tạo ảnh độ phân giải cao của LIDAR

    • Radar ô tô là loại cố định, và LIDAR cũng có thể sẽ là cố định
    • Radar quay cung cấp độ phân giải liên tục, còn LIDAR thì lấy mẫu
    • LIDAR có thế mạnh về độ chính xác và đo độ cao

  • Ý kiến tích cực về công nghệ LIDAR và sự phản đối của Musk

  • Có người thắc mắc liệu con trỏ laser tiêu dùng có thể vô hiệu hóa LIDAR hay không, và liệu có hệ thống nào để phòng vệ trước điều đó không

  • Chi phí cao của LIDAR và nhu cầu thu nhỏ kích thước

    • Đây là vấn đề sẽ được giải quyết theo thời gian, và đã có đủ nỗ lực kỹ thuật

  • Câu hỏi về một thiết bị LIDAR có thể quét ngôi nhà ở độ phân giải cao