ऑटोमोटिव लिडार और यह कैसे काम करता है

लिडार (LiDAR) क्या है? छवि को पूरा करने के लिए सटीक गहराई-जागरूक संवेदन प्रदान करने के लिए लिडार कैमरा कोणीय रिज़ॉल्यूशन के साथ रडार रेंजिंग क्षमताओं को जोड़ता है (चित्र 1)।

चित्र 1: कैमरा, रडार और लिडार स्वायत्त ड्राइविंग के लिए पसंद की तीन प्रौद्योगिकियाँ हैं। (छवि क्रेडिट: एडीआई)

दृश्य भाग कैमरा या ड्राइवर की दृश्यता, वस्तु वर्गीकरण और पार्श्व रिज़ॉल्यूशन का प्रतिनिधित्व करता है। अंधेरा और मौसम की स्थिति जैसे बर्फ, धूल या बारिश इन क्षमताओं को ख़राब कर सकती है। रडार भाग आरएफ सिग्नल की वापसी का प्रतिनिधित्व करता है। यह सिग्नल मौसम की स्थिति और अंधेरे से प्रतिरक्षित है, साथ ही दूरी भी मापता है। लिडार भाग आगे वस्तु वर्गीकरण, पार्श्व रिज़ॉल्यूशन, रेंजिंग और डार्क पेनेट्रेशन प्रदान करके सेंसिंग तस्वीर को पूरा कर सकता है।

लिडार कैसे काम करता है?
लिडार प्रणाली के मूल तत्वों में एक वर्ग तरंग ट्रांसमीटर प्रणाली, लक्ष्य वातावरण और एक ऑप्टिकल रिसीवर प्रणाली शामिल है जिसका उपयोग पर्यावरण में बाहरी तत्वों की दूरी की व्याख्या करने के लिए किया जाता है। लिडार सेंसिंग विधि लौटाए गए सिग्नल की उड़ान के समय (टीओएफ) का विश्लेषण करके सीमा को मापने के लिए स्पंदित लेजर के रूप में प्रकाश का उपयोग करती है (चित्रा 2)।

चित्र 2: प्रत्येक लिडार संचारित इकाई में एक त्रिकोणीय "दृश्य क्षेत्र" होता है। (छवि क्रेडिट: बोनी बेकर)

दूरी का रेखांकन ऑप्टिकल डिजिटल सिग्नल पर निर्भर करता है।

डिजिटल डोमेन में सिग्नल
लिडार का सर्किट समाधान ऑटोमोटिव ट्रांसइम्पेडेंस एम्पलीफायर के माध्यम से सिग्नल रिसेप्शन की समस्या को हल करना है। इनपुट चरण का उपयोग फोटोडिटेक्टर से नकारात्मक इनपुट वर्तमान दालों को स्वीकार करने के लिए किया जाता है (चित्रा 3)।

चित्र 3: लिडार के इलेक्ट्रॉनिक भाग में एक लेजर डायोड ट्रांसमीटर और दो फोटोडायोड रिसीवर होते हैं। (छवि क्रेडिट: बोनी बेकर)

लेजर डायोड कांच के एक टुकड़े के माध्यम से डिजिटल दालों को संचारित करते हैं। यह संकेत D2 फोटोडायोड पर भी प्रतिबिंबित होता है। इस सिग्नल का प्रसंस्करण सिस्टम में निर्मित पारगमन समय और इलेक्ट्रॉनिक विलंब प्रदान करता है।
डिजिटल प्रकाश सिग्नल स्पंदन वस्तु से टकराते हैं और वापस ऑप्टिकल सिस्टम में परावर्तित हो जाते हैं। लौटती हुई पल्स दूसरे फोटोडायोड डी1 पर प्रतिबिंबित होती है। D1 सिग्नल पथ का इलेक्ट्रॉनिक भाग D2 सिग्नल पथ के समान है। दो सिग्नल माइक्रोकंट्रोलर (एमसीयू) तक पहुंचने के बाद उड़ान के समय की गणना की जा सकती है।

बाज़ार स्नैपशॉट
ऑटोमोटिव लिडार सिस्टम दो वाहनों के बीच की दूरी को मापने के लिए स्पंदित लेजर प्रकाश का उपयोग करते हैं। ऑटोमोटिव सिस्टम यातायात की स्थिति में अचानक बदलाव के जवाब में वाहन की गति और ब्रेकिंग सिस्टम को नियंत्रित करने के लिए लिडार का उपयोग करते हैं। लिडार टकराव की चेतावनी और बचाव प्रणाली, लेन-कीप सहायता, लेन-प्रस्थान चेतावनी, ब्लाइंड-स्पॉट मॉनिटर और अनुकूली क्रूज़ नियंत्रण जैसे अर्ध या पूरी तरह से स्वचालित कार सहायता कार्यों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ऑटोमोटिव लिडार पहले के वाहन स्वचालन प्रणालियों में रडार सिस्टम की जगह ले रहा है। लिडार सिस्टम कुछ मीटर से लेकर 1,000 मीटर से अधिक तक हो सकते हैं।

चित्र 4: ऑटोमोटिव लिडार बाजार को अर्ध-स्वायत्त और पूरी तरह से स्वायत्त वाहन अनुप्रयोगों में विभाजित किया गया है। (छवि स्रोत: एलाइड मार्केट रिसर्च)

सेल्फ-ड्राइविंग कारें पहले से ही व्यापक उपयोग में हैं, और लिडार इमेजिंग सिस्टम स्थिति में और सुधार करेगा। रडार, कैमरे और लिडार उपकरण अभी भी अर्ध-स्वायत्त और पूरी तरह से स्वायत्त ड्राइविंग के लिए पसंद की तकनीक हैं, और लिडार की कीमत गिर रही है, और बाजार इस बदलाव को तेज कर रहा है।