Janji sensor LiDAR yang mampu milik untuk kereta pandu sendiri masih belum tercapai, dengan pakar industri menunjukkan kepada batasan fizik asas dan keutamaan pasaran yang berubah sebagai halangan utama. Walaupun pelbagai teknologi pengukuran jarak optik telah muncul, daripada masa penerbangan langsung hingga sistem gelombang berterusan termodulat frekuensi, laluan ke arah penggunaan secara besar-besaran telah terbukti lebih kompleks daripada yang dijangkakan pada mulanya.
Perbandingan Teknologi LiDAR
| Jenis Teknologi | Jarak | Resolusi | Keperluan Kuasa | Tahap Kos |
|---|---|---|---|---|
| Direct Time of Flight (dToF) | Sehingga 5m | <100 titik kedalaman | Kuasa rendah | Rendah-Sederhana |
| Indirect Time of Flight (iToF) | Jarak pendek | Resolusi tinggi | Kuasa sederhana | Sederhana |
| FMCW | Jarak jauh | Berubah-ubah | Kuasa pemancar rendah | Tinggi |
| Scanning LIDAR | Jarak paling jauh | Ketepatan tinggi | Kuasa puncak tinggi | USD 10,000+ |
Sistem Mewah Masih Mengenakan Harga Premium
Sistem LiDAR jarak jauh terus membawa tanda harga yang tinggi, dengan unit biasanya berharga sekitar 10,000 dolar Amerika. Walau bagaimanapun, beberapa pemerhati industri mempertikaikan angka ini, mencadangkan bahawa model yang lebih baharu seperti produk pengilang China tertentu mungkin dijual dengan harga di bawah 1,000 dolar Amerika, dengan beberapa varian kelas rendah berpotensi mencapai 300-500 dolar Amerika. Variasi harga ini mencerminkan pertempuran berterusan antara pendekatan teknologi yang berbeza dan skala pembuatan.
Harga Pasaran Semasa
- LIDAR jarak jauh mewah: ~USD 10,000
- Pengilang China (dipertikaikan): <USD 1,000
- Varian kelas rendah: USD 300-500 ( Hesai ATX , AT128 )
- Unit pepejal padat: jarak 25m dalam pakej bersaiz jam tangan
Fizik Mewujudkan Pertukaran Asas
Cabaran teras yang dihadapi teknologi LiDAR terletak pada prinsip fizik asas. Sistem pengimbasan boleh memfokuskan semua tenaga laser ke dalam pancaran yang sempit, manakala LiDAR kilat tanpa pengimbasan mesti menyebarkan tenaga yang sama merentasi keseluruhan bidang pandangan. Ini mewujudkan apa yang dipanggil oleh jurutera sebagai masalah kuasa keempat - kekuatan isyarat berkurangan dengan kuasa keempat jarak disebabkan kehilangan songsang kuasa dua kedua-duanya semasa keluar dan balik.
Kelebihan pengimbasan ialah anda boleh memfokuskan semua tenaga denyut laser ke dalam satu pancaran yang sempit. Tanpa pengimbasan bermakna meliputi keseluruhan bidang pandangan sekaligus dengan denyut laser yang sama.
Sistem LiDAR kilat menghadapi cabaran kejuruteraan tambahan, termasuk menguruskan keperluan arus yang sangat tinggi - kadangkala 160 ampere - bersama elektronik lain. Ini menjadikan reka bentuk papan litar lebih kompleks dan mahal, manakala peraturan keselamatan mengehadkan output kuasa laser maksimum.
Cabaran Teknikal Utama
- Kehilangan isyarat mengikut hukum kuasa keempat jarak
- Flash LIDAR memerlukan pengurusan arus 160A
- Peraturan keselamatan mata mengehadkan kuasa laser
- Faktor persekitaran: habuk, hujan, cahaya matahari, serpihan
- Gangguan crosstalk dan multipath dalam sistem iToF
 |
|---|
| Rajah yang menggambarkan hubungan antara masa dan frekuensi dalam sistem LiDAR, menonjolkan cabaran teknikal yang dibincangkan |
Dinamik Pasaran Beralih Daripada Kenderaan Autonomi
Industri pemanduan autonomi telah mengalami tempoh penyejukan yang ketara, dengan pelaburan dan perhatian beralih ke arah aplikasi kecerdasan buatan. Perubahan ini telah mengurangkan pengeluaran volum yang dijangkakan yang akan menurunkan kos LiDAR. Banyak syarikat kini memberi tumpuan kepada aplikasi yang lebih terhad seperti perkhidmatan teksi berbanding kenderaan peribadi pasaran besar-besaran.
Trend dalam pasaran Asia menunjukkan keutamaan untuk pendekatan hibrid: satu LiDAR menghadap ke hadapan jarak jauh digabungkan dengan tiga unit jarak pendek untuk liputan sisi dan belakang. Strategi ini mengimbangi prestasi dengan pertimbangan kos tetapi masih memerlukan komponen yang mahal.
Penyelesaian Keadaan Pepejal Menunjukkan Harapan Walaupun Ada Batasan
Perkembangan terkini dalam teknologi LiDAR keadaan pepejal menawarkan sedikit harapan untuk aplikasi padat. Unit baharu boleh mencapai julat 25-30 meter dalam pakej bersaiz jam tangan, mewakili kemajuan miniaturisasi yang ketara. Walau bagaimanapun, sistem ini biasanya berfungsi terbaik untuk julat yang lebih pendek dan kes penggunaan khusus seperti pengesanan kedalaman telefon pintar berbanding aplikasi automotif penuh.
Industri terus bergelut dengan cabaran persekitaran yang mempengaruhi semua sistem optik, termasuk habuk, hujan, cahaya matahari langsung, dan pengumpulan serpihan. Kebimbangan praktikal ini sering memerlukan sistem sandaran seperti radar gelombang milimeter, menambah kepada kompleksiti dan kos sistem keseluruhan.
Ketika teknologi semakin matang, jurang antara keupayaan makmal dan keperluan penggunaan dunia sebenar kekal besar, mencadangkan bahawa penggunaan LiDAR secara meluas dalam kenderaan pengguna mungkin mengambil masa lebih lama daripada yang diramalkan pada asalnya.
Rujukan: LIDAR, optical distance & time of flight sensors
 |
|---|
| Gambar dekat modul VCSEL yang digunakan dalam sistem LiDAR, mempamerkan saiz kompak mereka yang berkaitan dengan kemajuan dalam teknologi keadaan pepejal |