كما دزينة من الشركات الرائدة تحاول إنشاء ليدار قوية وغير مكلفة

Lidar ضروري للهواتف المحمولة - وهذه هي الطريقة التي تعمل بها بعض أجهزة الاستشعار الرائدة

Lidar ، أو الرادار الضوئي ، هي تقنية مهمة لإنشاء أجهزة robomobile. توفر المستشعرات للكمبيوتر سحابة ثلاثية الأبعاد تشير إلى المساحة المحيطة بالسيارة ، وقد ساعد مفهومها الفرق على الفوز بالتحدي الحضري 2007 DARPA . منذ ذلك الحين ، أصبحت أنظمة Lidar هي المعيار بالنسبة لأجهزة robomobile.

في السنوات الأخيرة ، تم إنشاء العشرات من الشركات الناشئة التي تعمل مع النجوم وتتنافس مع زعيم الصناعة فيلودين. كلهم وعدوا بأسعار أكثر منطقية وتحسين كفاءة العمل. في عام 2018 ، قامت مجلة آرس بالفعل باختيار الاتجاهات الرئيسية في صناعة الليدار ، ووصفت لماذا يتوقع الخبراء ظهور أنظمة محسنة وأقل تكلفة في السنوات القليلة المقبلة. لم تكن هناك تفاصيل حول الشركات نفسها في هذا المقال ، وذلك أساسًا لأنها تحتفظ بمعلومات حول سر تكنولوجيتها.

لكن خلال العام الماضي ، تلقيت دفقًا مستمرًا من الإعلانات قادمة من مطوري النجوم ، وتحدثت مع عدد كبير من ممثليهم. آرس على اتصال مع مديري ما لا يقل عن ثمانية من هذه الشركات ، وكذلك شركات تحليل الصناعة أو عملائها. سمح لنا كل هذا التواصل بتكوين فكرة جيدة ليس فقط عن الاتجاهات في صناعة الليدر ، ولكن أيضًا عن التقنيات واستراتيجيات الأعمال للشركات الفردية.

اليوم ، هناك ثلاثة اختلافات رئيسية بين النجوم. بعد وصف هذه الميزات ، سيكون من الأسهل فهم تقنية تسع شركات ليدر رائدة.

من أجل عدم تضخيم المقالة دون جدوى ، فإننا نصف الشركات المستقلة التي تعمل بشكل رئيسي في النجوم. لذلك ، لن نصف تقنية Lidar الخاصة بنا من Waymo ، الشركات الناشئة التي تعمل مع Lidars التي اشترتها GM و Ford لأنفسهم في عام 2017 ، أو تحاول تطوير Lidars من شركات أكبر مثل Valeo (التي صنعت lidar لنماذج Audi 2018 و 2019 A7 و A8) ، بايونير أو كونتيننتال. من الصعب الحصول على تفاصيل تكنولوجياتها من هذه الشركات الكبيرة ، ولكن حتى بدونها يوجد شيء يمكن وصفه.

ثلاثة عوامل رئيسية تميز النجوم عن بعضها البعض

الفكرة الأساسية للبطانة بسيطة: حيث ينبعث المستشعر أشعة الليزر في اتجاهات مختلفة ، وينتظر عودة الانعكاسات. سرعة الضوء معروفة ، ووقت السفر ذهابًا وإيابًا يعطي تقديرًا دقيقًا للمسافة.

على الرغم من أن الفكرة الأساسية بسيطة ، إلا أن التفاصيل تعقد الأمور بسرعة كبيرة. يجب على كل مُصنِّع ليدار اتخاذ ثلاثة قرارات أساسية: كيفية توجيه الليزر في اتجاهات مختلفة ، وكيفية قياس الوقت الذي تستغرقه الرحلة ذهابًا وإيابًا ، وما ضوء التردد الواجب استخدامه. سننظر في كل واحد منهم بدوره.

شعاع تكنولوجيا التحكم

تستخدم معظم المجموعات الرائدة إحدى الطرق الأربعة لتوجيه حزم الليزر في اتجاهات مختلفة (أبلغت شركتان ، Baraja و Cepton ، عن استخدام تقنيات أخرى لم يشرحاها):

• يدير الدورية. أنشأ Velodyne صناعة ليدار الحديثة في عام 2007 من خلال إدخال ليدر يضم 64 ليزرًا رأسيًا ، وهذا الدور كله تدور بسرعة عدة ثورات في الثانية. لا تزال أجهزة الاستشعار الراقية من Velodyne تستخدم هذه التكنولوجيا ، وفعل واحد على الأقل من منافسيها ، Ouster ، نفس الشيء. تتمثل مزايا هذا النهج في التغطية بزاوية 360 درجة ، لكن النقاد يثيرون تساؤلات حول ما إذا كان من الممكن صنع ليدر دوار رخيص وموثوق يناسب السوق الشامل.
• يستخدم lidar المسح الميكانيكي مرآة ، وإعادة توجيه شعاع ليزر واحد في اتجاهات مختلفة. تستخدم بعض الشركات طريقة تسمى النظام الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) للتحكم في المرآة.
• يستخدم هوائي الصفيف المرحلي النشط عددًا من أجهزة الإرسال التي يمكنها تغيير اتجاه حزمة الليزر ، وضبط المرحلة النسبية للإشارة بين أجهزة الإرسال المجاورة. سنصف هذه التكنولوجيا بالتفصيل في قسم Quanergy.
• يسلط الضوء المبني على فلاش على المنطقة بأكملها دفعة واحدة. تستخدم التقنيات الحالية ليزرًا واسع الزاوية. تواجه التكنولوجيا صعوبات في المسافات الكبيرة ، نظرًا لأن جزءًا صغيرًا فقط من ضوء الليزر يصل إلى أي نقطة. تخطط شركة واحدة على الأقل ، Ouster ، لإنشاء فلاش متعدد الليزر ، حيث سيكون هناك مجموعة من آلاف أو ملايين من الليزر تهدف في اتجاهات مختلفة.

قياس المسافة

يقيس Lidar الوقت الذي يستغرقه الضوء للوصول إلى كائن والتفكير فيه. هناك ثلاث طرق سهلة للقيام بذلك:

• وقت السفر. يرسل الغطاء الدافع القصير ويقيس مقدار الوقت الذي سيمر قبل إصلاح الدافع العائدي.
• تردد التشكيل Lidar المستمر (LRCH). يرسل شعاع مستمر من الضوء الذي يتغير باستمرار مع مرور الوقت. تنقسم الحزمة إلى قسمين ، أحدهما يذهب إلى العالم الخارجي ، ثم ، عند العودة ، يتحد مع الآخر. نظرًا لأن التردد في مصدر الحزمة يتغير بشكل مستمر ، يتم التعبير عن الفرق في مسار الأشعة من حيث الفرق في تردداتها. والنتيجة هي صورة للتداخل ، حيث يعتبر تكرار النبض وظيفة الوقت العابر (وبالتالي ، المسافة). قد يبدو هذا المسار معقدًا بشكل لا لزوم له ، لكن له بعض المزايا. ليدار NIDM مقاوم للتداخل من لفافات أخرى أو من الشمس. يمكن LIDAR NICHM أيضًا استخدام Doppler shift لقياس سرعة الأجسام ، وليس فقط المسافة إليها.
• يمكن رؤية Lidar المستمر المعدل (NIAM) كحل وسط بين الخيارين السابقين. مثل هذا الغطاء ، مثل جهاز استشعار بسيط يقيس وقت السفر ، يرسل إشارة ، ثم يقيس الوقت الذي استغرقه للتفكير والعودة. ولكن إذا كانت الأنظمة البسيطة ترسل نبضة واحدة ، فإن ليدار NIAM يرسل مخططًا معقدًا (دفق عشوائي زائف من الأصفار الرقمية وغيرها). يقول مؤيدو النهج أنه نتيجة لذلك ، فإن غطاء NIAM أكثر مقاومة للتداخل.

طول الموجة الليزر

تستخدم الأعمدة الموضحة في هذه المقالة أحد الأطوال الموجية الثلاثة: 850 أو 905 أو 1550 نانومتر.

هذا الاختيار مهم لسببين. واحد منهم هو سلامة العين. السائل داخل العين شفاف للضوء مع طول موجة 850 و 905 نانومتر ، مما يسمح للضوء بالوصول إلى شبكية العين. إذا كان الليزر قويًا جدًا ، فقد يتسبب في ضرر لا يمكن إصلاحه للعين.

من ناحية أخرى ، تكون العين مبهمة للإشعاع بطول موجة يبلغ 1550 نانومتر ، مما يسمح لمثل هذه النجوم بالعمل بقوة أعلى دون الإضرار بشبكية العين. زيادة الطاقة تسمح لك بزيادة النطاق.

فلماذا لا يستخدم الجميع الليزر بطول موجة 1550 نانومتر في النجوم؟ يمكن إنشاء كاشفات تعمل على ترددات 850 و 905 نانومتر على أساس تقنيات السيليكون غير المكلفة والواسعة الانتشار. لإنشاء ليدار بطول موجة 1550 نانومتر ، هناك حاجة إلى مواد غريبة ومكلفة ، مثل زرنيخيد الغاليوم الإنديوم.

على الرغم من أن الليزر 1550 نانومتر يمكن أن يعمل بقوة أكبر دون التسبب في تهديد للعيون ، فإن مستويات الطاقة هذه يمكن أن تؤدي إلى مشاكل أخرى. في CES في لاس فيجاس هذا العام ، أعلن أحد الرجال أن الليزر القوي الذي يبلغ طوله 1550 نانومتر في ليد AEye قد دمر كاميرته . وبالطبع ، تستهلك أجهزة الليزر ذات الطاقة العالية مزيدًا من الطاقة ، مما يقلل من نطاق وكفاءة الطاقة في الماكينة.

بالنظر إلى كل هذا ، دعنا ننظر إلى أفضل عشرة مطورين ليدر رائدين.

فيلودين

ثلاثة منتجات Velodyne: ألفا بوك ، فيلاري وفيلادوم

شعاع التحكم : التناوب.

قياس المسافة : وقت السفر.

الطول الموجي : 905 نانومتر

اخترع Velodyne ليدار ثلاثي الأبعاد الحديث منذ أكثر من عشر سنوات ، ومنذ ذلك الحين سيطر على هذا السوق. غالبًا ما تستخدم لفافات الشركة الدوارة المميزة في السيارات الآلية ، ومن المرجح أن تظل الشركة رائدة في السوق في عام 2019. ومع ذلك ، يتساءل بعض المراقبين عما إذا كانت الشركة ستتمكن من الحفاظ على مكانتها الرائدة في السنوات اللاحقة.

في نهاية عام 2017 ، بيعت لوادر Velodyne الرائدة من فئة 64 ليزر مقابل 75000 دولار لكل قطعة. قدم Velodyne طرازًا جديدًا يحتوي على 128 ليزرًا ، والتي يُشاع أنها أكثر تكلفة - 100000 دولار.

فيما يتعلق بهذه الأرقام ، أجاب ممثل Velodyne: "نحن لا نفصح عن تكلفة الإنتاج ، ومع ذلك ، فإن الأسعار المعلنة نموذجية بالنسبة للمنتجات الفردية. عند شراء مقاييس السيارات ، تكون الأسعار منخفضة بشكل كبير ، ونحن نورد بنشاط لمصنعي السيارات بمنتجات بأسعار منخفضة. "

تبيع Velodyne أيضًا ليدرات أقل تكلفة ، بما في ذلك غسالة ذات 16 ليزر ، والتي بيعت العام الماضي بمبلغ 4000 دولار. Velodyne تبيع أيضا نموذج قوي ، Velarray. يقول Velodyne إنه نظام بطول موجة 905 مم "مع طريقة التحكم الاحتكاك غير الملحومة الملكية." تتوقع Velodyne أنه في النهاية ، سيكلف هذا النموذج أقل من 1000 دولار. ومع ذلك ، فإن هذه الألواح لا تعطي نتيجة عالية الدقة مثل الطرازين الدورين بـ 64 و 128 ليزر.

يدعي بعض النقاد أن Velodyne واجه صعوبة في التصنيع وجودة المنتج.

وكتب الصحفي إد نيدرمير مستشهداً بمصادر في قطاع السيارات الآلية: "لقد أثبتت أجهزة استشعار ليدار الحساسة ، وهي مصدر رزق الشركة ، صعوبة إنتاجها بكفاءة وجودة عالية ، ويمكن أن تكون هشة بشكل مزعج عند استخدامها في السيارات " .

جادل ممثل الشركة مع هذا الاستدعاء ، بحجة أن فيلودين "على مر السنين جلبت علم صناعة هذه المجسات بكميات كبيرة إلى الكمال" ، وأنه "ثبت أنه يمكنهم تحمل ظروف السيارات القاسية."

وقعت Velodyne مؤخرًا اتفاقية ترخيص مع Veoneer ، وهي شركة معروفة في سلسلة توريد قطع غيار السيارات. تتمتع Veoneer بخبرة واسعة في إنشاء مكونات تلبي معايير الجودة لشركات السيارات ، وقد يكون لديها أفكار حول كيفية إجراء تغييرات على تصميم Velodyne الكلاسيكي من أجل تحسين الجودة وتقليل سعر المنتج. ومع ذلك ، فهم بحاجة إلى التصرف بسرعة ، حيث أن عددًا من الشركات الأخرى قد وضعت نظرها على القائد بالفعل.

لومينار

شعاع التحكم : المسح الميكانيكي

قياس المسافة : وقت السفر.

الطول الموجي : 1550 نانومتر

يعتبر الكثيرون أن لومينار هو أحد منافسي فيلودين الرئيسيين. انخرطت الشركة في هذا العمل منذ عام 2012 ، وبدأت العام الماضي في إنتاج اللدارات بكميات كبيرة. تدعي الشركة أن جودة منتجاتها على أعلى مستوى.

على وجه الخصوص ، هذا يرجع إلى حقيقة أن Luminar قرر استخدام الليزر بطول موجة 1550 نانومتر. يتيح استخدام الطول الموجي الآمن للعين من Luminar تحريف قوة الليزر ، وبالتالي فإن الغطاء يرى المزيد. لكن أشعة الليزر 1550 نانومتر تعني أن Luminar يجب أن يستخدم زرنيخيد الغاليوم-الإنديوم الغريب للكشف عن البقول العائدة. يجب أن تكون باهظة الثمن ، لكن Luminar أبلغنا العام الماضي أن تكلفة أجهزة الاستقبال في غطاءها هي 3 دولارات فقط.

في العام الماضي ، ردًا على استفساراتنا حول Luminar ، أوضحت لنا Marta Hall ، رئيسة Velodyne ، عيبًا خطيرًا في Lidar larsar - استهلاك طاقة مرتفع. هذا مهم بشكل خاص لأن Luminar lidars هي أجهزة استشعار ثابتة مع مجال رؤية 120 درجة. وهذا يعني أنه لضمان عرض جميع درجات 360 ، ستحتاج إلى أربعة أجهزة من Luminar (مع الأخذ في الاعتبار فرض مجالات نظرهم) ، بدلا من واحد فقط من Velodyne أو Ouster. ومع ذلك ، في خطاب ، أجاب متحدث باسم Luminar أن أحدث نسخة من ليدار الخاصة بهم خفضت بشكل كبير من استهلاك الطاقة مقارنة بالنماذج السابقة ، وتستهلك "حوالي دائرة حوالي 50 واط."

Luminar أيضا لا يقول أي شيء عن الأسعار. في شهر أيار (مايو) الماضي ، أخبرنا مدير شركة Luminar Austin Russell أنه سيتعين على "Lidar" أن "ينخفض ​​السعر إلى بضعة آلاف من الدولارات" من أجل المنافسة في السوق الاستهلاكية ، وأن هذه المشكلة "ليست مشكلة" بالنسبة للشركة. ومع ذلك ، يتبع ذلك أنه في ذلك الوقت كانت تكلفة الأجهزة أعلى بكثير من عدة آلاف.

تتفوق Luminar على العديد من الشركات المصنعة لليدار في عمليات التسليم في العالم الحقيقي منذ أن بدأت الإنتاج الضخم منذ أكثر من تسعة أشهر. خلال الـ 18 شهرًا الماضية ، تمكنت Luminar من الدخول في شراكات مع Toyota و Volkswagen و Volvo .

في مقابلة أجريت مؤخرا ، أشار راسل إلى هذه الصفقات ، واصفا إياها بأنها أكبر ميزة تنافسية للشركة. أخبرني أن أكبر الشركات تقوم بتطوير لوبارس قائمة على اللومار من لومينار ، وسوف يكلفهم الكثير للتبديل إلى منتجات منافسة في المستقبل.

عاي

شعاع التحكم : المسح الميكانيكي

قياس المسافة : وقت السفر.

الطول الموجي : 1550 نانومتر

AEye لديه الكثير من القواسم المشتركة مع Luminar. ويستخدم مرآة المسح الميكانيكي للسيطرة على الحزم. تستخدم ليزرًا آمنًا للعين بطول موجة 1550 نانومتر ، مما يسمح لها بالعمل بمستويات طاقة عالية. نتيجة لذلك ، فإن ليد AEye لديه خصائص مجموعة رائعة. يقول AEye أن الغطاء يمكن أن يرى على مسافات تصل إلى 1000 متر - وهذا أكثر بكثير من 200-300 م التي تتباهى بها أغلى الأجهزة.

في مقابلة أجريت في ديسمبر / كانون الأول ، روى لويس دوسان ، مدير AEye ، النبضات عالية الطاقة التي يمكن أن تصدرها أشعة الليزر الليزرية AEye. وقال إن العديد من ليدرز المنافسين تعتمد على ليزر ديود ، "يقتصر على 100-150 واط. يمكن أن تصل ليزرات الألياف إلى 100000 واط - وهي عبارة عن نبض قصير جدًا ، وكمية كبيرة من الإشارات. "

تسمح لك الطاقة الكبيرة بزيادة المسافة ، ولكن لها عيوبها أيضًا. هذا العام ، في CES في لاس فيغاس ، أخبر شخص مجلة آرس أن كاميرته الغالية قد دمرت عندما التقط صورة ليدر من AEye. تمتلئ العينين بسائل محكم الأمواج بطول 1550 نانومتر. لكن الكاميرات ليست كذلك. على ما يبدو ، ضرب ليزر AEye قوي المصفوفة الهشة للكاميرا.

في بيان لـ Ars ، وصفت AEye تلف الكاميرا بأنها مشكلة على مستوى الصناعة. لكن أنجوس باكالا ، مدير منافس أوستر ، يناقش ذلك. لقد كتب قائلاً: "حساساتنا آمنة للعيون والكاميرات. وهذه النقطة ". قال Luminar "لقد أجرينا اختبارات مكثفة باستخدام نفس الكاميرا مع نفس العدسات ونفس الإعدادات مثل CES التالفة ، ولم نتمكن من إلحاق الضرر بها" باستخدام Luminar من Luminar.

تستخدم معظم النجوم نظام المسح الثابت. تتبنى Lidar AEye مقاربة مختلفة ، والتي تطلقها الشركة على "المسح الضوئي المحمول". AEye المسح الضوئي يمكن برمجتها وتغييرها بشكل حيوي. وفقًا لموقع دوسان ، تعمل دوائر المسح المنقولة بمرونة الليزر الليفي. "من الطلقة إلى الطلقة ، يمكنك التحكم في طاقة البقول" ، كما أخبر آرس. لا يدير البرنامج فقط وقت إجراء القياس التالي ، ولكن أيضًا مقدار الطاقة التي سيتم استخدامها ، وبالتالي ، سيتم قياس المسافة في المرة القادمة.

نتيجة لذلك ، عندما يلاحظ lidar كائنًا بعيد المدى ، يمكنه زيادة دقة المسح الضوئي ومستوى الطاقة في هذا الجزء من الصورة ، والحصول على المزيد من نقاط البيانات. قد تكون النتيجة مسح ضوئي عالي الدقة يساعد على التمييز بين المشاة أو دراجة نارية أو الحطام الضخم المتبقي على الطريق.

من ناحية أخرى ، هناك خطر الإفراط في التحسين. إذا كان اللدار يقضي وقتًا طويلاً في مسح الكائنات المعترف بها بالفعل ، فهناك خطر في أنه لن يتبقى سوى القليل من الوقت لإجراء المسح المنتظم ، لأنه بسبب ذلك سيتخطى الكائنات الأخرى.

أوستر

شعاع التحكم : التناوب

قياس المسافة : وقت السفر.

الطول الموجي : 850 نانومتر

للوهلة الأولى ، يبدو ليدر أوستر يشبه إلى حد بعيد فيلودين. هذه أنظمة دوارة تقيس وقت النبضات العابرة ، وتبيع الشركتان أجهزة مزودة بأشعة الليزر 16 و 64 و 128. وهذه ليست مصادفة: صمم Ouster المنتج على وجه التحديد بحيث يمكن استخدامه لاستبدال أدوات Velodyne ، حيث اعتاد العديد من العملاء المحتملين على عامل الشكل الكلاسيكي.

ولكن إذا قمت بفتح الأجهزة من Ouster ، فقد ظهر أن هذه الأجهزة تبدو مختلفة تمامًا. يستخدم تصميم Velodyne الكلاسيكي ، وفقًا لبراءة الاختراع ، 64 ليزرًا منفصلًا و 64 كاشفًا منفصلًا. اكتشف Ouster أيضًا كيفية حزم 64 ليزرًا على رقاقة واحدة ، بينما تحتوي الرقاقة الثانية على 64 مستشعرًا يتعرف على الضوء المنعكس. مثل هذا التصميم المتكامل يمكن أن يقلل بشكل كبير من تكلفة وتعقيد إنتاج ليدار.

أصعب ليدر Ouster ، من المقرر أن يشحن هذا العام ، هو OS-2 ، وهي وحدة ليزر 64 بتكلفة 24000 دولار. وتقول أوستر إن مداها يمكن مقارنته بأروقة Velodyne الأغلى. تبيع أوستر أيضًا أشجارًا ونطاق أصغر مقابل 3500 دولار فقط.

يمكن لـ Ouster دفع 64 ليزرًا إلى شريحة باستخدام ليزر ينبعث منه السطح الرأسي (VCSEL) - على عكس الثنائيات الليزرية التقليدية التي تنبعث في مستوى موازٍ للسطح. منذ أن ينبعث VCSEL عموديًا على سطح الركيزة ، يمكن وضع العديد من أجهزة الليزر على رقاقة أشباه الموصلات. لطالما تم استخدام هذه التقنية في تطبيقات المستخدمين مثل فئران الكمبيوتر ، لكنها لطالما اعتبرت غير قوية بما يكفي لاستخدامها في الغطاء. يقول أوستر إنهم اكتشفوا كيفية إنشاء ليدار عالي الأداء باستخدام VCSEL.

يستخدم Ouster تقنية أشباه الموصلات الأخرى ، الثنائيات المتتالية أحادية الفوتون (SPAD) ، لاكتشاف الضوء المرتجع.مثل VCSEL ، يمكن تصنيع SPAD باستخدام تقنيات تصنيع شرائح السيليكون القياسية ، ويمكن دفع العديد من SPADs إلى شريحة واحدة. وبفضل هذا ، كان من السهل جدًا على Ouster التحول من أجهزة الليزر التي تبلغ 64 جهازًا في العام الماضي إلى أجهزة الليزر التي يبلغ عددها 128 جهازًا ، والتي تم الإعلان عنها في شهر يناير ، وستبدأ عمليات التسليم في فصل الصيف. كان على الشركة أن تستبدل الرقائق بـ 64 ليزرًا و 64 كاشفًا في النموذج القديم مع الرقائق 128 الجديدة.

يقول المخرج أنجوس باكال إن الترقية من 64 إلى 128 ليزر هي البداية فقط. ويتوقع أنه في غضون بضع سنوات ستقوم الشركة بتقديم ليدارات ، والتي سيكون تحت تصرفها الآلاف - وربما الملايين - من ليزر VCSEL وكاشفات SPAD.

تركز Ouster حتى الآن على إنشاء صفيفات أحادية البعد من أشعة الليزر لاستخدامها في جهاز استشعار دوار ، على غرار أجهزة Velodyne. لكن باكالا يقول إنه يمكن أيضًا استخدام نفس الأسلوب لإنشاء مصفوفات ثنائية الأبعاد من أجهزة الليزر والكاشفات - مثل المصفوفة الموجودة في الكاميرا. يمكن أن يؤدي هذا إلى إنشاء فئة جديدة من الأغطية المستندة إلى التوهج ، حيث يخدم كل "بكسل" زوج كاشف الليزر الخاص به. نتيجة لذلك ، سوف يتمتع اللدار بمزايا الفلاش - بدون أجزاء متحركة ، والقدرة على إدراك "الإطار" فورًا وبالكامل - دون التضحية بمجموعة من اللد العادي.

يتمثل جوهر استراتيجية أوستر في الاستفادة من قاعدة الإلكترونيات الاستهلاكية الصناعية ، والتي تستخدم فيها VCSEL بالفعل في فئران الكمبيوتر ، وأجهزة ضبط المسافة على كاميرات الهواتف الذكية ، وفي مناطق أخرى. يدعي Pacala أنه لا يزال هناك مجال للتحسين في VCSEL من حيث المعلمات مثل السطوع والتكلفة وكفاءة الطاقة. وجميع التحسينات في تكنولوجيا VCSEL (و SPAD) ستعمل تلقائيًا مع Ouster.

بلاكمور

شعاع التحكم : المسح الميكانيكي.

قياس المسافات : إشعاع مستمر مع تعديل التردد.

الطول الموجي : 1550 نانومتر

مثل Ouster ، تأمل Blackmore في الاستفادة من البنية التحتية الواسعة لصناعة أشباه الموصلات. ومع ذلك ، فهي مهتمة بصناعة الاتصالات البصرية ، وليس الالكترونيات الاستهلاكية.

للوهلة الأولى ، تختلف الأجهزة اللوحية وأجهزة الاتصال الضوئية عن بعضها البعض ، ولكن في الواقع يوجد أكثر من مشترك بينها. يرسلون المعلومات المشفرة في الضوء ، والتقاط الضوء في وقت لاحق واستخراج المعلومات منه.

يقول الموقع الإلكتروني "تعتمد طبقة بلاكمور البصرية على مكونات قياسية للاتصالات بالألياف البصرية" .شركة. "باستخدام عقود من حلول الألياف البصرية ، نحن على ثقة بأن تصميماتنا قابلة للتطوير وموثوقية."

في جميع الجوانب الأخرى تقريبًا ، يختلف Blackmar lidar بشكل مدهش عن منتجات Ouster و Velodyne. بدلاً من الدوران 360 درجة ، يتم تثبيت الغطاء مع مجال رؤية يبلغ 120 درجة أفقياً و 30 درجة رأسياً. ويستخدم الإشعاع cw مع تعديل التردد لقياس المسافات ، والذي يسمح لك لقياس سرعة الأجسام. قدم

Blackmore ليدار جديد مثير للاهتمام في CES قبل بضعة أسابيع . تكلفتها الأولية 20،000 دولار ، ولها ميزات رائعة. وتأمل الشركة في خفض تكلفة ليدار تدريجيا مع مرور الوقت.

باراخا

شعاع التحكم : المسح الطيفي.

قياس المسافة : انبعاث مستمر مع تعديل السعة.

الطول الموجي : 1550 نانومتر

Baraja - واحدة من الشركات الناشئة الأكثر غرابة التي تحدثت عنها في العام الماضي - واحدة من الأكثر غموضا.

لدى معظم النجوم مجال رؤية يبلغ 120 درجة أو أقل ، مما يعني أنهم بحاجة إلى شراء أربعة على الأقل لضمان تغطية كاملة بزاوية 360 درجة. قد يكون هذا مكلفًا ، ويتطلب أيضًا وضع إلكترونيات هشة على حواف الماكينة ، حيث يكون من السهل جدًا التلف.

فكرة Baraja هي نقل جميع الأجهزة الإلكترونية الهشة إلى صندوق السيارة. يتم توصيل معالج الإشارة الموجود هناك عبر الألياف البصرية إلى أربعة رؤوس استشعار رخيصة ودائمة والتي يمكن وضعها خارج الجهاز.

في مقابلة أجريت معه في الصيف الماضي ، أخبرني مدير شركة Federico Collarte أن رؤوس أجهزة الاستشعار الأربعة "تتكون أساسًا من زجاج السيليكون. فهي رخيصة وموثوقة وتحمل العناصر جيدًا. في حالة وقوع حادث ، تحتاج فقط إلى استبدال رأس المستشعر. "

فكرة جذابة. المشكلة هي أنه لا يمكنني معرفة كيف ستعمل - ولم أتمكن من إقناع كولارثي بشرح ذلك بالتفصيل.

يصف باراجا ليدره بأنه "ليدار المسح الطيفي" ، مما يعني أن أشعة الليزر يتم التحكم فيها عن طريق تغيير وتيرة الضوء الذي يمر عبر المنشور. من السهل أن نتخيل كيف يمكن للمرء التحكم في مثل هذه الحزمة في بعد واحد ، ولكن من الصعب فهم كيفية تحقيق التحكم ثنائي الأبعاد. "

عندما سألت Collart حول هذا ، قال:" بالنسبة للبعد الثاني ، نستخدم نفس مفهوم المسح الطيفي. وما زال لدينا مساعد إضافي النظام الميكانيكي. "

وأضاف أن هذا النظام لا يشمل إما المرايا أو أشعة الليزر الدوارة. وقال إنه" يستخدم نفس البصريات المنشورية - ما زلنا نبقي هذه اللحظة سرا. "

أيضًا ، لا تزال Baraja هي الشركة الوحيدة التي تحدثنا معها باستخدام الإشعاع المستمر المعدل السعة لقياس المسافات. أخبرنا كولارتي أن إحدى مزايا هذا النهج هي أنه "بالنسبة إلى البقول الفردية ، فإن الطاقات العالية ليست مطلوبة". يمكن أن تتضرر بعض المكونات البصرية بسبب زيادة الطاقة ، ويمنح غيابها المهندسين المرونة لاستخدام مجموعة واسعة من الخيارات - والتي يمكن أن تخلق تقنية أقل تكلفة وأكثر موثوقية.

يقول كولارتي إن Baraja (مثل Blackmore) تحاول "نقل المكونات والتكنولوجيا من الاتصالات الضوئية" ، حيث تساعد وفورات الحجم الكبير في خفض تكاليف المنتج. يبدو أن Baraja في المراحل الأولى للتسويق ، لكن Collarte تقول إن الشركة تتوقع خفض تكلفتها إلى "بضع مئات" من الدولارات في إنتاج مئات الآلاف من الأجهزة.

Quanergy

شعاع التحكم : هوائي صفيف نشط على مراحل.

قياس المسافة : وقت السفر.

الطول الموجي : 905 نانومتر

قبل ثلاث سنوات ، بدأت Quanergy في إحداث ضجة كبيرة عندما أعلنت عن إنشاء منتج صلب بتكلفة أقل من 250 دولارًا ، ويمكن تحقيق ذلك من خلال الإنتاج على نطاق واسع. لكن النقاد يقولون إن الشركة فشلت في الوفاء بوعدها.

وقال سام أبو السلام ، محلل في Navigant ، في مقابلة: "يبدو أن Quanergy تواجه صعوبة في جعل أجهزة الاستشعار تعمل على مسافات بعيدة".



Quanergy هي واحدة من الشركات القليلة التي تصنع النجوم باستخدام تقنية مجموعة نشطة على مراحل. كما هو موضح في التفسيرإلى مفهوم 2017:

المصفوفة المرحلية هي سلسلة من أجهزة الإرسال التي يمكن أن تغير اتجاه الحزمة الكهرمغنطيسية ، وتعديل المرحلة النسبية للإشارة من جهاز إرسال إلى آخر.

إذا كانت جميع أجهزة الإرسال تنبعث بشكل متزامن من الموجات الكهرومغناطيسية ، فإن الحزمة سوف تصبح مستقيمة ، أي عموديًا على المصفوفة. لتحويل الحزمة إلى اليسار ، تحول أجهزة الإرسال مرحلة الإشارة التي يرسلها كل هوائي ، وتكون الإشارة من أجهزة الإرسال على اليسار وراء الإشارة من أجهزة الإرسال على اليمين. لإنحراف الحزمة إلى اليمين ، تقوم الشبكة بعمل الحركة المعاكسة ، مع تحويل مرحلة العناصر الموجودة في أقصى اليسار إلى الأمام بالنسبة إلى اليمين.

وقد استخدمت هذه التكنولوجيا لعقود في الرادارات ، حيث تعمل هوائيات الرادار كمرسلات. تطبق المصفوفات الضوئية المرحلية نفس المبدأ على الضوء ، لتعبئة مجموعة من الليزر على شريحة صغيرة إلى حد ما.

إذا نجحت Quanergy في جعل هذه التكنولوجيا تعمل بشكل جيد ، فسيكون لها الكثير من المزايا. مع عدم وجود أجزاء متحركة ، يمكن أن يكون جهاز الحالة الصلبة رخيصًا وموثوقًا ومتعدد الاستخدامات. ليدار Quanergy ، مثل أداة AEye ، قابل للبرمجة ويتحول ديناميكيًا بين الدقة ومعدل التحديث.

لكن Quanergy ليس لديها الكثير من النجاح في السوق. في مقابلة أجريت في نوفمبر ، قال المخرج لؤي الداد "إننا نمر بالخطوات الصحيحة ، نحن في الموعد المحدد". ولكن هناك سبب للشك في ذلك. على سبيل المثال ، كان Angus Pakala مؤسسًا مشاركًا لشركة Quanergy قبل مغادرته وتأسيس Ouster في عام 2015.

يشير Abulsamide إلى اهتمام Quanergy مؤخرًا باستخدام الألواح في السلامة الصناعية - في منطقة التطبيق هذه ، لا يلزم استخدام مسافات مثل robomobile. أخبرني إلدادا أن Quanergy لديها الآن ليدار موجه ميكانيكيًا أكثر نموذجية مصمم لسوق الأوراق المالية.

سبتون

التحكم في الحزمة : تقنية الترويج الدقيق.

قياس المسافة : وقت السفر.

الطول الموجي : 905 نانومتر

تعتبر السيارات الآلية الأوتوماتيكية بالكامل من أكثر المجالات تطلبًا للتطبيق على الألياف ، وقد وصفت حتى الآن المنتجات التي تستهدف السوق بشكل أساسي. لكن Cepton هو مثال على شركة تصنيع ليدر محترمة ، تهدف أساسًا إلى استخدام التكنولوجيا الخاصة بها في أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS). تستخدم أنظمة ADAS اليوم الرادار والكاميرات للتحكم في الممرات والتحكم الديناميكي في التطواف. لكن الجميع يتوقع أن ترى شركات صناعة السيارات أغطية على سيارات المستقبل التي يمكن أن توفر أنظمة ADAS أكثر تطوراً.

المشكلة هي ، كما رأينا ، أن أفضل النجوم تكلف عشرات الآلاف من الدولارات ، وهذا الموقف قد لا يتغير حتى عندما يتم إنتاجها على نطاق صناعي. لذلك ، تهدف شركات مثل Cepton إلى إنتاج ليدارات متوسطة المدى يمكن الوصول إليها بدرجة كافية ليتم تضمينها في السيارات التي سيتم إنتاجها خلال بضع سنوات.

وعندما سألت مديرة Cepton June Pei عن الغطاء طويل المدى المطلوب للمركبات الآلية ، تبرأ من السوق ، قائلاً إنه لا يعتقد أن العملاء سيبدأون في طلب مثل هذه الأجهزة بكميات كبيرة "في المستقبل المنظور".

بدلاً من ذلك ، ركزت Cepton على سوق ADAS ، حيث بدأت بالفعل في عقد صفقات على كميات كبيرة من الإمدادات. تزعم Cepton أن ميزتها التنافسية هي السعر.

وقال باي: "نحن الشركة الوحيدة القادرة على بيع النجار بأقل من 1000 دولار". في الصيف الماضي ، أعلنت Cepton عن صفقة مع شركة كويتو اليابانية وواحدة من أكبر موردي المصابيح الأمامية للسيارات في العالم ، حيث ستقوم بدمج تقنية Lidar الخاصة بهم في تصميم المصابيح الأمامية. هذا يعني أنه إذا قرر صانع السيارات أن ليدتون Cepton يناسبهم من جميع النواحي ، فسيكون قادرًا على إضافة هذه الفرصة بسهولة إلى سياراته.

أخبرني Pei أن تقنية التعزيز الدقيق التي تتحكم في الحزمة فريدة من نوعها في هذه الصناعة. ممس التقليدية تستخدم مرآة صغيرة تتحرك ميكانيكيا لإعادة توجيه الضوء. لكن Pei تقول إن Cepton يستخدم "تصميمًا بصريًا خاصًا جدًا يزيل المرآة ، لكنه لا يزال قادرًا على إنتاج صورة عالية الدقة." كما وصفها بأنها "نظام اهتزازي صغير يعمل على مبدأ المتكلم" - لكنه رفض الكشف عن التفاصيل.

ابتكار

شعاع التحكم : المسح الميكانيكي.

قياس المسافة : وقت السفر.

الطول الموجي : 905 نانومتر

تركز Innoviz ، مثل Cepton ، بشكل أساسي على المعاملات ذات الحجم الكبير مع شركات صناعة السيارات. إنه يبيع أشجار متوسطة المدى ميسورة التكلفة مناسبة للاستخدام في أداس. وناجح جدا.

في أبريل الماضي ، أعلنت BMW عن خطط لتثبيت Innoviz lidar في سياراتها في طراز عام 2021. وتشارك في هذه الشراكة شركة Magna ، وهي مورد معروف سيساعد في توفير الخدمات اللوجستية اللازمة لتثبيت الأجزاء الجاهزة في آلاف السيارات.

, OEM-. BMW Innoviz – BMW, , , .

, Innoviz , , , Innoviz . ".

BMW, , ADAS, Innoviz . InnovizOne 200 50% 120 .