Lidar otomotif dan cara kerjanya

Apa itu Lidar (LiDAR)? Lidar menggabungkan kemampuan jangkauan radar dengan resolusi sudut kamera untuk memberikan pengindraan kedalaman yang akurat untuk melengkapi gambar (Gambar 1).

Gambar 1: Kamera, radar, dan lidar adalah tiga teknologi pilihan untuk mengemudi secara otonom. (Kredit gambar: ADI)

Bagian visual mewakili visibilitas kamera atau pengemudi, klasifikasi objek, dan resolusi lateral. Kegelapan dan kondisi cuaca seperti salju, debu atau hujan dapat mengganggu kemampuan ini. Bagian radar mewakili kembalinya sinyal RF. Sinyal ini kebal terhadap kondisi cuaca dan kegelapan, sekaligus mengukur jarak. Bagian lidar dapat melengkapi gambar penginderaan dengan memberikan klasifikasi objek lebih lanjut, resolusi lateral, jangkauan dan penetrasi gelap.

Bagaimana cara kerja lidar?
Elemen dasar dari sistem lidar meliputi sistem pemancar gelombang persegi, lingkungan target, dan sistem penerima optik yang digunakan untuk menginterpretasikan jarak ke elemen eksternal di lingkungan. Metode penginderaan lidar menggunakan cahaya dalam bentuk laser berdenyut untuk mengukur jangkauan dengan menganalisis time-of-flight (ToF) dari sinyal yang dikembalikan (Gambar 2).

Gambar 2: Setiap unit transmisi lidar memiliki "bidang pandang" segitiga. (Kredit gambar: Bonnie Baker)

Gambar jarak tergantung pada sinyal digital optik.

Sinyal dalam domain digital
Solusi rangkaian lidar adalah untuk memecahkan masalah penerimaan sinyal melalui penguat transimpedansi otomotif. Tahap input digunakan untuk menerima pulsa arus input negatif dari photodetector (Gambar 3).

Gambar 3: Bagian elektronik dari lidar terdiri dari pemancar dioda laser dan dua penerima fotodioda. (Kredit gambar: Bonnie Baker)

Dioda laser mengirimkan pulsa digital melalui sepotong kaca. Sinyal ini juga tercermin pada fotodioda D2. Pemrosesan sinyal ini menyediakan waktu transit dan penundaan elektronik yang terpasang di dalam sistem.
Pulsa sinyal cahaya digital mengenai objek dan dipantulkan kembali ke sistem optik. Pulsa yang kembali dicerminkan ke fotodioda kedua D1. Bagian elektronik dari jalur sinyal D1 sama dengan jalur sinyal D2. Waktu penerbangan dapat dihitung setelah dua sinyal mencapai mikrokontroler (MCU).

Gambaran pasar
Sistem lidar otomotif menggunakan sinar laser berdenyut untuk mengukur jarak antara dua kendaraan. Sistem otomotif menggunakan lidar untuk mengontrol kecepatan kendaraan dan sistem pengereman sebagai respons terhadap perubahan kondisi lalu lintas yang tiba-tiba. Lidar memainkan peran penting dalam fungsi bantuan mobil semi atau sepenuhnya otomatis seperti sistem peringatan dan penghindaran tabrakan, bantuan penjaga jalur, peringatan keberangkatan jalur, monitor titik buta, dan kontrol jelajah adaptif. Lidar otomotif menggantikan sistem radar pada sistem otomasi kendaraan sebelumnya. Sistem Lidar dapat berkisar dari beberapa meter hingga lebih dari 1.000 meter.

Gambar 4: Pasar lidar otomotif tersegmentasi menjadi aplikasi kendaraan semi-otonom dan sepenuhnya otonom. (Sumber gambar: Riset Pasar Sekutu)

Mobil self-driving sudah digunakan secara luas, dan sistem pencitraan lidar akan semakin memperbaiki situasi. Radar, kamera, dan peralatan lidar masih menjadi teknologi pilihan untuk mengemudi semi-otonom dan sepenuhnya otonom, dan harga lidar turun, dan pasar mempercepat perubahan ini.