лидар что это в автомобиле

LIDAR от Mazda. Тестируем, ставим на Lada

Здравствуйте.
В этот раз мне в руки попал самый настоящий LIDAR от автомобиля Mazda CX5, примерно 2012г. выпуска. В этой статье я намерен разобрать модуль и включить его на столе. И самое смешное, я установлю сей LIDAR в Datsun Mido (Лада Калина в девичестве).

Хоть на девайсе и написано LIDAR, по сути это такая лазерная автомобильная рулетка, которая способна измерять расстояние до впереди идущего объекта. Основная функция—Обеспечение срабатывания автоматического торможения в случае опасного сближения с другим автомобилем, или, например, стеной. Устройство является одним из основных в комплексе ADAS автомобилей Mazda и производится компанией Continental (они не только шины делают из резины). Опция ADAS называется CitySafety. Автоматическая система торможения называется у Mazda –SCBS. Дальность обнаружения препятствия 6 м, работает система на скорости до 40 км/ч. По заверениям производителя система поможет предотвратить аварию на скорости до 15 км/ч и снизить тяжесть аварии на скорости до 30 км/ч.

Пример работы системы:

Отмечу что на сайте производителя (ссылка) удалось найти достаточно подробную документацию на модуль. Из документации следует что устройство разрабатывалось не под конкретную марку автомобилей, имеет достаточно развитое внутреннее ПО позволяющее измерять дальность до объекта, а также скорость этого объекта.
Вот выдержка из документации об основных ТТХ:

Характеристики заявленные производителем сенсора:

Приступим к осмотру и препарации

Устройство достаточно компактное, имеет три стеклянных «глаза». Два линзы для приема отраженного излучения и одна линза Френеля для формирования необходимой проекции лазерного луча. Собрано в пластиковом корпусе без использования винтов. Все на клипсах.

Внутренности с нижней стороны

Здесь расположен излучающий ИК элемент –совсем непохожий на лазер. Под излучателем располагается ИК фотодиод, контролирующий наличие излучения. Управляет системой специализированный для automotive применений 16-битный микроконтроллер MC9S12XEG128. Так же с этой стороны расположены элементы импульсного источника питания.

Внутренности с верхней стороны

Здесь мы видим таинственную микросхему от ST, которая, судя по всему, реализует функции лазерного дальномера. CAN трансивер, пустое место под еще один CAN трансивер, две линзы приемника и плату с ИК фотоэлементами. Непосредственно под линзами располагаются два ИК светодиода, которые служат для проверки работоспособности приемника. Эти элементы видно на фото со снятыми линзами. В документации на прибор сказано, что измерения проводятся по трем независимым каналам, мы может в этом убедиться увидев три приемных элемента.

Подключение на столе

Прежде чем подключать устройство согласно даташиту, я определил назначение пинов разъема самостоятельно. Устройство оказалось простым в подключении, потребовалось найти только питание 12В и CAN bus. В документации CAN bus располагался на других пинах, в моем случае они не использовались и пустое место трансивера предназначалось как раз для них. Скорость передачи в моем канале CAN –500 kbit\s, в неиспользуемом, судя по документам—1Mbit\s.

Девайс я подключил к обычному типовому лабораторному источнику а CAN шину к осциллографу Tektronix с декодером CAN. Сразу после включения ток потребления составил 90 мА, со всплесками до 130мА примерно раз в секунду. Сделал вывод о том, что лидар начал включать лазер. CAN шина так же ожила сразу, появился один единственный пакет, который осциллограф с легкостью распознал.

ID: 0x21D
DLC 8 byte
DATA: 0x7F 0x3F 0xFF 0x00 0x00 0x00 0xD2 0x94

Установка в автомобиль и тестирование.

Устанавливать “лидар” в свой авто я стал по аналогии с маздой. Просто приклеил его на двусторонний скотч на лобовое стекло в районе зеркала заднего вида. Питание подал с разъема прикуривателя.

К CAN подключился при помощи сделанного собственноручно 10 лет назад адаптера, совместимого с широкоизвестной программой CAN-Hacker. В отличии от первого включения на столе, первый байт пакета начал сразу активно меняться, пока лидар не зафиксировали на лобовике. Исходя из чего я сделал вывод, что это байт отвечает за измеренное расстояние.

В руководстве по протоколу общения лидара с внешним миром описывается достаточно много передаваемых параметров. В нашем случае удалось добиться только измерения расстояния до впереди находящегося объекта.

Тестирование

Для тестирования в качестве мишени был выбран автомобиль друга. Тест заключался в следующем:

0x7F — цель потеряна

Выяснилось что лидар уверенно измеряет расстояние до цели не более 4х метров. На мой взгляд это не лучший результат для датчика системы экстренного торможения. Возможно, устройство работало в каком-то упрощенном или тестовом режиме и на автомобиле девайс измеряет расстояние в более широком диапазоне. Мы так же проводили эксперимент с большой глянцевой доской белого цвета, в этом случае расстояние измерялось до 5 метров.

Резюме

Mazda Short range LIDAR производства Continental интересное устройство. Хотелось бы что бы диапазон измерения дальности выходил за приделы 4-х метров. Если будет возможность, попробую сконфигурировать его в режим который описан в документации и позволяет измерять большие расстояния и скорости объектов. Возможно получится оживить второй канал CAN. Если вдруг есть кто-то желающий поковырять прибор в Новосибирске, буду рад совместным трудам.

Добавлю, что устройство достаточно легко найти на разборах по цене от 3000 до 6000 рублей.
Каталожный номер: GHP9-67XD0

Ну и напоследок кино про устройство снятое в меру собственных возможностей.

Источник

Лидары на CES

Несмотря на то, что CES – выставка потребительской электроники, лидары и другие компоненты роботизированных автомобилей стали важной частью того, что на ней демонстрируется. По меньшей мере 43 компании представили свои лидары на CES, и некоторые источники утверждают, что в настоящее время еще около 150 различных компаний работают в этой области. Если посмотреть на продукты этих компаний, то можно увидеть, что у них на удивление редко повторяются дизайны – почти каждое устройство сделано по-своему, и каждая компания считает, что у их подхода есть шанс принести им победу.

Главной новостью этой CES стало участие лидара для машин-роботов от Bosch, рост производительности, недорогие лидары от различных компаний и несколько новых участников, представляющих свои варианты дизайна.

Компании, производящие лидары, стремятся выиграть в одной или нескольких из следующих категорий:

Цели лидаров

В частности, в первых двух категориях существует множество важных методов дифференциации, и все эти методы направлены на достижение следующих целей:

Отличия технологий

Для достижения всех вышеперечисленных целей нужны различные лидары. Они могут различаться по длине волны, типу излучателей и детекторов, оптике и тому, как они направляют лучи (если они их направляют) и тому, как они обрабатывают сигналы.

Длина волны лазера имеет большое значение. Работа на 1550 нм (длинноволновая часть инфракрасного спектра) позволяет безопасно использовать гораздо больше энергии для повышения дальности работы. Также эта технология достаточно дорога, так как мы не можем использовать недорогие кремниевые микросхемы. В коротком инфракрасном спектре работает следующее соотношение – чем короче волна, тем выше эффективность кремниевых микросхем, но тем больше и окружающего солнечного света. В этих диапазонах сложно добиться распознавания сложных темных целей на большом расстоянии, но многие производители утверждают, что они с этим справляются. Распознавать объекты вроде ретрорефлекторов (отражатели, которые можно увидеть на дорожных знаках и разметке полос) легко, но черные машины, одежда и шины – это другая история.

Также устройства различаются своими методами управления лучами. Некоторые лидары, особенно старые и 360-градусные модели просто вращают весь лидар по кругу. Вы можете увидеть множество устройств с небольшим зеркалом, которое может вибрировать (зачастую в двух измерениях) чтобы направлять лучи. Другой популярный подход – использование микроэлектромеханических систем, которые могут быть встроены в чип (их зачастую называют зафиксированными, но они имеют небольшие подвижные компоненты).

Настоящие подходы с твердотельными схемами включают в себя управление фазированной решеткой (часто встречается в радарах) и управление на основе частоты (с использованием лазера, частоту которого можно быстро изменить, и призмы, задающей направление изменения света исходя из его частоты).

Новый игрок на рынке, Bajara, использует этот метод для управления в одном направлении. Strobe, которую выкупили Cruise, по слухам, также используют этот метод.

Вспышечные лидары не осуществляют сканирование. Скорее, в них установлено очень большое количество датчиков (и, возможно, излучателей), чтобы заснять всю сцену сразу. Это очень дорого, а также трудно получить высокую дальность обзора, так как для вспышки требуется огромная мощность. Благодаря дешевым массивам лазеров с вертикальным излучением, новые компании вроде Sense Photonics надеются на победу с таким подходом, хотя в настоящее время они не могут обеспечить дальность обзора, достаточную для езды по шоссе.

Эти твердотельные подходы востребованы, поскольку считается, что они будут самыми надежными в суровых автомобильных условиях. Большие движущиеся части сложнее поддерживать в надежном состоянии и калибровать. Тем не менее, как вы можете догадаться, каждый поставщик теперь настаивает на том, что его продукты надежны и не будут требовать частой замены или обслуживания, а требования автопроизводителей именно таковы. Роботакси, которые возвращаются автопарк каждую ночь могут согласиться на менее надежные устройства только в том случае, если это дает какую-либо другую значительную выгоду.

Bosch

Люди обращают внимание на Bosch, поскольку эта компания является одним из ведущих мировых поставщиков автомобильных компонентов высшего уровня. Ни у кого нет лучшего выхода на рынок автопроизводителей, при этом все хорошо знают эту компанию и доверяют ей. Это значительное преимущество над небольшими и малоизвестными стартапами. Если Bosch создадут приличный лидар, вероятно он обойдет лидары от небольших компаний. По словам сотрудников Bosch, они изучили всех поставщиков лидаров на рынке, в надежде найти того, кого они смогут приобрести, либо заключить партнерское соглашение. Они выяснили, что всем подходам чего-то не хватает, и решили создать лидар своими силами. Они утверждают, что их дизайн не идентичен ни одному из уже представленных, даже с учетом всего разнообразия. Их утверждение о том, что они не нашли ни одной компании, которую могли бы приобрести, может быть связано с очень высокими требованиями, которые выдвигают компании в области роботизированных автомобилей.

Нам придется подождать, чтобы узнать больше об устройстве, которое строит Bosch.

Направленность на помощь водителю

Еще одной темой шоу стала так называемая «зима машин-роботов» – некоторые компании заявили, что возвращаются к работе над технологиями помощи водителю. В то время как самые ранние восторги касались использования лидаров в полностью роботизированных машинах и такси, большинство компаний считают, что больший объем продаж придет с рынка более простых и дешевых лидаров, направленных на создание конкурента автопилота от Tesla (который не использует лидары, но попадал в некоторые аварии, которые могли быть предотвращены с их помощью).

Действительно, автопроизводители продадут много систем помощи водителю, прежде чем они начнут продавать конечным пользователям реально работающие полностью автономные машины. Последнее особенно сложно, так как пользователям не нравятся автомобили, работающие только в определенных местах, и они не будут каждый день привозить машину обратно в магазин для доработки (а именно так будут работать роботакси). Такой продукт как автопилот от Tesla, стал обязательной функцией для автомобилей высокого класса (Tesla продает именно такие). Лидары могут сделать такой продукт более безопасным, и сделать это быстрее (если попадут в ценовой диапазон). Не каждый OEM-производитель готов создавать такие системы (или более продвинутые системы, которые позволят водителю не обращать внимания на дорогу во время езды по шоссе) без лидаров.

Более низкие цены

Несмотря на то, что всем компаниями нужно обещать низкие цены, многие, похоже, уверены в своих оценках, а значит мы можем быть уверены, что недорогие лидары от какого-то из поставщиков будут доступны в течение нескольких лет – большинство прогнозов насчет машин-роботов именно таковы. Это важно для спора между камерами и лидарами, ведь одним из главных аргументов в пользу камер была высокая стоимость лидаров. Игроки, использующие только камеры (вроде Tesla) делают ставку на то, что компьютерное зрение может работать достаточно хорошо. Игроки с лидарами делают ставку на дешевизну своих датчиков. Скорее всего, сыграет ставка на лидары. Вся эта дискуссия далеко не так проста, но стоимость является важным компонентом. Такие люди как Илон Маск считают, что лидары не нужны по любой цене и называют их костылями. В то же самое время, у компьютерного зрения пока что только одна нога.

Возвращение скорости

Некоторые компании предлагают обеспечить замеры скорости движущихся целей при помощи лидаров. Обычно это делается с помощью эффекта Допплера, который может быть рассчитан в устройствах, которые используют непрерывные волны с частотной модуляцией – так и работают большинство автомобильных радаров.

В прошлом году компания Blackmore, занимавшаяся радиолокаторами непрерывного излучения с частотной модуляцией была приобретена компанией Aurora. Несколько других независимых компаний (вроде Aeva и других) продвигают такой же подход.

Знать с какой скоростью движется цель очень полезно. Если вы используете традиционный лидар, то для определения скорости объекта вам нужно изучить несколько кадров. Это может привести к задержке от 100 до 200 мс на кадр, а затем еще столько же на обработку. Это может иметь значение в критических ситуациях (вроде неожиданного препятствия на дороге).

Компания Luminar, ведущий игрок в области лидаров на 1550 нм, разработала другой подход. Они посылают несколько лазерных импульсов на интересующие объекты каждые несколько миллисекунд. Если делать это точно, то этого достаточно для определения скорости объекта. С помощью этой технологии (или с помощью радиолокаторов непрерывного излучения с частотной модуляцией) вы можете идентифицировать стоячий объект за несколько миллисекунд без каких либо вычислений, вместо того, чтобы тратить 400 мс при использовании компьютерного зрения или обычных лидаров. Недавние аварии с участием Tesla, связанные с столкновениями с автомобилями, припаркованными на левой полосе, показывают насколько важна эта технология распознавания.

Кто же победил?

У каждой компании есть своя история о том, как она придет к победе. Вот факторы, которые определяет победителя:

Об авторе: Брэд Тэмплтон — инженер-программист, евангелист робоавтомобилей с 2007 года, работал над Гуглокаром в его ранние годы. Основатель ClariNet, почетный председатель Electronic Frontier Foundation и директор Foresight Institute, основатель факультета в Singularity University.

Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.

Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.

У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.

Источник

Как заработать на технологии LIDAR для беспилотных автомобилей

Технология беспилотного вождения ( AV ) является одной из самых популярных идей в автопромышленности. Рассмотрим компании, работающие над основной технологией в области AV, называемой LIDAR. Она делает беспилотные автомобили более близкой реальностью, чем может показаться.

Что это такое

LIDAR (light detection and ranging) — технология, которая использует импульсные лазерные лучи для сканирования окружающей среды и создания высокоточных 3D-карт. Беспилотный транспорт должен быть оснащен лазерными датчиками восприятия света, чтобы «видеть» вокруг себя объекты: дорогу, дорожные знаки, пешеходов, велосипеды. Технология действует как «глаза» беспилотного автомобиля.

Перспективы технологии

— Согласно данным ReportLinker, в период 2021–2028 гг. ожидается среднегодовой темп роста рынка LIDAR на 22,5%.
— Приближающаяся эра беспилотных авто должна привести к продажам миллионов датчиков LIDAR. Однако на развитие рынка потребуются годы. Разработчики технологии нацелены на массовое производство автомобильных систем в период 2024–2025 гг. Однако потребность в промышленных масштабах может сместиться в сторону 2030 г.
В ближайшее время в автомобильной индустрии есть риски низких объемов производства. Ожидания в отношении объемов и выручки, генерируемой лидаром в автомобилестроении, слишком высоки.
— Помимо авто, есть другие рынки. Например, неавтомобильные ПО для лидарных систем должны помочь в масштабировании производства и снижении цены технологии. Оно включает в себя промышленных и коммерческих роботов. Также они используются в системе умных городов для управления дорожным движением и обеспечением безопасности пешеходов.

Разработчики технологии LIDAR

Помимо производства лидаров для автомобилей и использования технологий в других отраслях, эти компании объединяет то, что все они убыточны. Различие — в применяемых ими лидарных технологиях.

Рассмотрим акции, торгующиеся на Санкт-Петербургской бирже.

Luminar (LAZR) — производитель датчиков и программного обеспечения для легковых и грузовых автомобилей.

Запатентованное ПО Luminar разработано для раскрытия всех возможностей лидаров и может обеспечивать автономность движения машин по высокоскоростным автомагистралям.

Компания является близким конкурентом Velodyne с самой продвинутой технологией. Лидар Luminar отображает картинку с самым плотным «облаком точек» — чем их больше, тем лучше видно дорогу и другие объекты.

Luminar сотрудничает с автопроизводителем Volvo и аэрокосмической компанией Airbus. Автомобили Volvo будут оснащены лидарными датчиками Luminar Iris с 2022 г. Компания заключила контракты с концерном Daimler (среди дочерних компаний Mercedes-Benz) и подразделением Intel Mobileye, за счет которых высока вероятность укрепить позиции на рынке.

EPS
От компании не ждут выхода на чистую прибыль в ближайшие три года.

Техническая картина

Velodyne (VLDR) была одной из первых компаний на рынке, продающей лидарные датчики. Сейчас она остается лидером благодаря преимуществу первопроходца, широкому ассортименту продукции и клиентскому портфелю из 300 компаний, включая крупных представителей автомобильной и IT отраслей.

Чаще всего лидарная технология ассоциируется с AV, однако решения Velodyne также предназначены для 3D-картографии, робототехники и беспилотных летательных аппаратов.

В октябре 2020 г. компания объявила о трехлетнем соглашении с Baidu на поставку лидарных датчиков Alpha Prime. Имеются и подписанные контракты с компаниями Motional, Ford и Hyundai Mobis.

EPS
От компании не ждут выхода на чистую прибыль в ближайшие три года.

Долговая нагрузка
Соотношение обязательств к активам составляет 2,6%, что является низкой нагрузкой.

Техническая картина

Veoneer (VNE) — шведский производитель автомобильных систем LIDAR. Выпускает масштабируемый датчик LIDAR ближнего действия с технологией трехмерного ПО. Компания использует технологию Velodyne — это партнерство укрепило позиции Veoneer на рынке. А сотрудничество с IT-гигантом Qualcomm является хорошим плюсом для будущих продаж.

EPS
Ожидается, что компания до 2023 г. будет генерировать убытки.

Долговая нагрузка
Как и у других игроков, долговая нагрузка низкая. Соотношение обязательств к активам составляет 16%.

Техническая картина

Оценка компаний

Оценка по мультипликаторам P/E и форвардный P/E не актуальна, за счет убыточности в ближайшие годы. Если сравнить компании по показателю отношения цены к выручке, то у Luminar P/S=500 — высокая переоценка даже для компании в фазе роста. У Velodyne P/S=23. Недооцененной можно назвать шведскую Veoneer с P/S=1,7.

Компании можно отнести к сегменту венчурных инвестиций. Они развивают технологии следующего поколения и ожидают высоких продаж на горизонте пяти лет, но в моменте являются убыточными. За счет малой капитализации у котировок высокая волатильность и риски.

В то же время, потенциал роста на горизонте ближайших лет находится в диапазоне 50–150%. Акции интересны для удержания на долгосрочные цели, поэтому можно выделить на них малый процент от общего инвестпортфеля и для диверсификации вложить равными долями в каждую бумагу.

БКС Мир инвестиций

Последние новости

Рекомендованные новости

Прогнозы и комментарии. Испугались больше всех

Премаркет. За сутки до дефолта

Нефть переходит к горизонтальной коррекции

Сбербанк. Слабый рыночный фон не дает восстановиться

МТС: Про IPO банка, дивидендную политику, buyback и продажу башен

Чипы инвесторов сгорели от такого отчета Intel. Что с акциями

Какие акции посоветовать новичку: российские или американские

Рост доходностей Treasuries. Ждать ли падения американского рынка акций

Адрес для вопросов и предложений по сайту: bcs-express@bcs.ru

* Материалы, представленные в данном разделе, не являются индивидуальными инвестиционными рекомендациями. Финансовые инструменты либо операции, упомянутые в данном разделе, могут не подходить Вам, не соответствовать Вашему инвестиционному профилю, финансовому положению, опыту инвестиций, знаниям, инвестиционным целям, отношению к риску и доходности. Определение соответствия финансового инструмента либо операции инвестиционным целям, инвестиционному горизонту и толерантности к риску является задачей инвестора. ООО «Компания БКС» не несет ответственности за возможные убытки инвестора в случае совершения операций, либо инвестирования в финансовые инструменты, упомянутые в данном разделе.

Информация не может рассматриваться как публичная оферта, предложение или приглашение приобрести, или продать какие-либо ценные бумаги, иные финансовые инструменты, совершить с ними сделки. Информация не может рассматриваться в качестве гарантий или обещаний в будущем доходности вложений, уровня риска, размера издержек, безубыточности инвестиций. Результат инвестирования в прошлом не определяет дохода в будущем. Не является рекламой ценных бумаг. Перед принятием инвестиционного решения Инвестору необходимо самостоятельно оценить экономические риски и выгоды, налоговые, юридические, бухгалтерские последствия заключения сделки, свою готовность и возможность принять такие риски. Клиент также несет расходы на оплату брокерских и депозитарных услуг, подачи поручений по телефону, иные расходы, подлежащие оплате клиентом. Полный список тарифов ООО «Компания БКС» приведен в приложении № 11 к Регламенту оказания услуг на рынке ценных бумаг ООО «Компания БКС». Перед совершением сделок вам также необходимо ознакомиться с: уведомлением о рисках, связанных с осуществлением операций на рынке ценных бумаг; информацией о рисках клиента, связанных с совершением сделок с неполным покрытием, возникновением непокрытых позиций, временно непокрытых позиций; заявлением, раскрывающим риски, связанные с проведением операций на рынке фьючерсных контрактов, форвардных контрактов и опционов; декларацией о рисках, связанных с приобретением иностранных ценных бумаг.

Приведенная информация и мнения составлены на основе публичных источников, которые признаны надежными, однако за достоверность предоставленной информации ООО «Компания БКС» ответственности не несёт. Приведенная информация и мнения формируются различными экспертами, в том числе независимыми, и мнение по одной и той же ситуации может кардинально различаться даже среди экспертов БКС. Принимая во внимание вышесказанное, не следует полагаться исключительно на представленные материалы в ущерб проведению независимого анализа. ООО «Компания БКС» и её аффилированные лица и сотрудники не несут ответственности за использование данной информации, за прямой или косвенный ущерб, наступивший вследствие использования данной информации, а также за ее достоверность.

Источник