O que é Lidar (LiDAR)? O Lidar combina os recursos de alcance do radar com a resolução angular da câmera para fornecer detecção precisa de profundidade para completar a imagem (Figura 1).
Figura 1: Câmeras, radar e lidar são as três tecnologias de escolha para direção autônoma. (Crédito da imagem: ADI)
A parte visual representa a visibilidade da câmera ou do motorista, a classificação do objeto e a resolução lateral. A escuridão e as condições climáticas, como neve, poeira ou chuva, podem prejudicar essas habilidades. A parte do radar representa o retorno do sinal de RF. Este sinal é imune às condições meteorológicas e à escuridão, ao mesmo tempo que mede a distância. A parte lidar pode completar a imagem de detecção, fornecendo mais classificação de objetos, resolução lateral, alcance e penetração no escuro.
Como funciona lidar?
Os elementos básicos de um sistema lidar incluem um sistema transmissor de onda quadrada, o ambiente alvo e um sistema receptor óptico usado para interpretar as distâncias de elementos externos no ambiente. O método de detecção lidar usa luz na forma de um laser pulsado para medir o alcance analisando o tempo de voo (ToF) do sinal retornado (Figura 2).
Figura 2: Cada unidade de transmissão lidar tem um "campo de visão" triangular. (Crédito da imagem: Bonnie Baker)
O desenho da distância depende do sinal digital óptico.
Sinais no domínio digital
A solução de circuito do lidar é resolver o problema de recepção de sinal através do amplificador de transimpedância automotivo. O estágio de entrada é usado para aceitar pulsos de corrente de entrada negativos do fotodetector (Figura 3).
Figura 3: A parte eletrônica de um lidar consiste em um transmissor de diodo laser e dois receptores de fotodiodo. (Crédito da imagem: Bonnie Baker)
Os diodos laser transmitem pulsos digitais através de um pedaço de vidro. Este sinal também é refletido no fotodiodo D2. O processamento desse sinal fornece o tempo de trânsito e o atraso eletrônico incorporados ao sistema.
Os pulsos do sinal de luz digital atingem o objeto e são refletidos de volta para o sistema óptico. O pulso de retorno é espelhado no segundo fotodiodo D1. A parte eletrônica do caminho do sinal D1 é a mesma do caminho do sinal D2. O tempo de voo pode ser calculado após os dois sinais chegarem ao microcontrolador (MCU).
Instantâneo do mercado
Os sistemas lidar automotivos usam luz laser pulsada para medir a distância entre dois veículos. Os sistemas automotivos usam o lidar para controlar a velocidade do veículo e os sistemas de frenagem em resposta a mudanças repentinas nas condições de tráfego. O Lidar desempenha um papel importante nas funções de assistência ao carro semi ou totalmente automáticas, como alerta de colisão e sistemas de prevenção, assistência de manutenção de faixa, aviso de saída de faixa, monitores de ponto cego e controle de cruzeiro adaptativo. O lidar automotivo está substituindo os sistemas de radar em sistemas de automação de veículos anteriores. Os sistemas Lidar podem variar de alguns metros a mais de 1.000 metros.
Figura 4: O mercado automotivo lidar é segmentado em aplicações de veículos semi-autônomos e totalmente autônomos. (Fonte da imagem: Allied Market Research)
Os carros autônomos já estão em uso generalizado e os sistemas de imagem lidar melhorarão ainda mais a situação. Radar, câmeras e equipamentos lidar ainda são as tecnologias de escolha para direção semi-autônoma e totalmente autônoma, e o preço do lidar está caindo e o mercado está acelerando essa mudança.
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