ภาพรวมเทคโนโลยี LiDAR สำหรับยานยนต์

 (viksnewsletter.com)
2 คะแนน โดย GN⁺ 2024-11-27 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp

แนะนำเทคโนโลยี LiDAR สำหรับยานยนต์แบบสั้น ๆ

  • LiDAR สำหรับรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติ
    LiDAR ย่อมาจาก Light Detection and Ranging เป็นวิธีวัดระยะห่างจากวัตถุที่อยู่ไกลโดยใช้แสงเลเซอร์อินฟราเรด เทคโนโลยีนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ และถูกนำไปใช้กับการสำรวจพืชพรรณ ภูมิประเทศในเมือง แหล่งโบราณคดีที่ซ่อนอยู่ การก่อสร้างอาคาร และความเป็นจริงเสริม LiDAR ทำหน้าที่เป็น "ดวงตา" ของรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติด้วยความสามารถในการสร้างภาพความละเอียดสูง และมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประเมินระยะทางอย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของ LiDAR คือมีต้นทุนสูง

  • ความยาวคลื่นที่ใช้ในการทำงาน
    ระบบ LiDAR โดยหลักแล้วถูกออกแบบให้ทำงานที่สองความยาวคลื่นในย่านอินฟราเรด: 905 nm (near-infrared, NIR) และ 1550 nm (short-wave infrared, SWIR) การเลือกความยาวคลื่นขึ้นอยู่กับกำลังขับของแหล่งกำเนิดเลเซอร์ ความไวของตัวตรวจจับ และสัญญาณรบกวนจากแหล่งกำเนิดแสงธรรมชาติและแสงประดิษฐ์ 905 nm อยู่ใกล้กับแสงที่มองเห็นได้จึงอาจเป็นอันตรายต่อดวงตา ขณะที่ 1550 nm มีความปลอดภัยต่อดวงตาสูงกว่า

  • โฟโตดีเทคเตอร์
    ตัวตรวจจับที่ใช้กันมากที่สุดใน LiDAR คือ Avalanche Photodiodes (APDs) ซึ่งผลิตจากซิลิคอน เจอร์เมเนียม และอินเดียมแกลเลียมอาร์เซไนด์ ส่วน SPADs สามารถตอบสนองต่อโฟตอนเดี่ยวได้ ทำให้วัดระยะได้อย่างแม่นยำมาก

  • เทคโนโลยีการวัดระยะ

    • Direct Time of Flight (dToF): เป็นวิธีวัดระยะโดยปล่อยพัลส์เลเซอร์และตรวจจับสัญญาณสะท้อนกลับ
    • Frequency-Modulated Continuous Wave (FMCW): สามารถวัดทั้งระยะทางและความเร็วได้พร้อมกันโดยมอดูเลตความถี่ของพัลส์ที่ส่งออกไป

  • ระบบ LiDAR แบบกลไก

    • Scanning LiDAR: ให้มุมมองแนวนอน 360° โดยมี Laser Bear Honeycomb ของ Waymo เป็นตัวอย่าง
    • MEMS-mirror LiDAR: ใช้กระจก MEMS สะท้อนแสงเลเซอร์แทนการขยับแหล่งกำเนิดเลเซอร์

  • ระบบ LiDAR แบบโซลิดสเตต

    • Flash LiDAR: จับภาพพื้นที่เหมือนการถ่ายภาพและให้การเรนเดอร์ 3D แบบเรียลไทม์
    • Optical Phased Array (OPA) LiDAR: เป็นแนวทางสมัยใหม่ในการทำ Scanning LiDAR บนชิปโดยใช้ silicon photonics

  • แหล่งข้อมูลอ้างอิง
    มีแหล่งข้อมูลหลากหลายที่ช่วยอธิบายทิศทางและการเปรียบเทียบของเทคโนโลยี LiDAR

บทความที่เกี่ยวข้อง

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 2024-11-27
ความเห็นจาก Hacker News

  • รู้สึกแปลกใจที่สแกนเนอร์แบบหมุนของ Velodyne ยังถูกใช้อยู่ เพราะมีต้นทุนสูง และเคยคาดว่า Flash LIDAR หรือกระจก MEMS จะเข้ามาแทนที่

    • Continental เข้าซื้อบริษัท Flash LIDAR แต่ก็ยังไม่เกิดตลาดขนาดใหญ่
    • Waymo ใช้ LIDAR แบบหมุนที่มุมรถ และยังต้องการทางเลือกแบบฝังตัวที่ราคาถูกกว่า
    • ตำแหน่งติดตั้งของ LIDAR เปราะบาง และเรดาร์ phased array ระดับมิลลิเมตรอาจเป็นทางเลือกได้
    • ข้ออ้างที่ว่า LIDAR ต้องมีรูปลักษณ์เหมือนรถยนต์ ก็ไม่ต่างจากการบอกว่ารถยนต์ยุคแรกควรมีหน้าตาเหมือนรถม้า
    • LIDAR แบบพัลส์มีปัญหาเรื่องสัญญาณรบกวนน้อยกว่า LIDAR แบบต่อเนื่อง

  • อัลกอริทึมตรวจจับสิ่งกีดขวางของ LIDAR ที่พบบน Hacker News

    • เป็นอัลกอริทึมที่หลุดมาจาก Git repository ของบริษัทรถยนต์ไร้คนขับ
    • เป็นโค้ดสำหรับ Velodyne HDL-32E ทำงานหลายขั้นตอน และเป็นวิธีหลักในการตรวจจับสิ่งกีดขวาง
    • จัดการกับจุด NaN และถูกเขียนใหม่ให้ใช้ layout เมทริกซ์แบบ row-major ที่มีประสิทธิภาพต่อแคช
    • เป็นวิธีตรวจจับสิ่งกีดขวางที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพ

  • ประสบการณ์พัฒนา FMCW LiDAR สำหรับยานยนต์

    • ไม่สามารถนำออกสู่ตลาดได้ และการลดต้นทุนทำได้ยาก
    • ตลาดยานยนต์มีมาร์จิ้นต่ำ

  • คำถามว่า LIDAR เป็นอันตรายต่อผู้ขับขี่หรือคนเดินถนนหรือไม่

  • ข้อสงสัยเกี่ยวกับความสามารถของ LIDAR ในการสร้างภาพความละเอียดสูง

    • เรดาร์รถยนต์ติดตั้งแบบคงที่ และ LIDAR ก็น่าจะติดตั้งแบบคงที่เช่นกัน
    • เรดาร์แบบหมุนให้ความละเอียดต่อเนื่อง ขณะที่ LIDAR เป็นการสุ่มตัวอย่าง
    • LIDAR มีจุดเด่นด้านความแม่นยำและการวัดความสูง

  • ความเห็นเชิงบวกต่อเทคโนโลยี LIDAR และการคัดค้านของ Musk

  • มีข้อสงสัยว่า LIDAR อาจถูกทำให้ใช้งานไม่ได้ด้วยเลเซอร์พอยน์เตอร์สำหรับผู้บริโภค และอยากรู้ว่ามีระบบป้องกันเรื่องนี้หรือไม่

  • ต้นทุนของ LIDAR ยังสูงและจำเป็นต้องย่อขนาด

    • เป็นปัญหาที่น่าจะแก้ได้เมื่อเวลาผ่านไป และมีความพยายามด้านวิศวกรรมมากเพียงพอ

  • คำถามเกี่ยวกับชุด LIDAR ที่สามารถสแกนบ้านได้ด้วยความละเอียดสูง