Лидарные технологии что такое

Лидар: просто о сложном

LIDAR (Light Detection And Ranging — световая система обнаружения и измерения дальности) — технология, которая незаметно, но прочно входит в жизнь автолюбителей. Все больше автомобилей комплектуются лидар-сенсорами, а значит, пришло время рассказать, что здесь к чему. Тем более, что DENSO стоит у истоков автомобильных лидар-технологий.

В середине 1930-х годов был изобретен ЭОП — электронно-оптический преобразователь, в котором электроны, выбитые инфракрасным излучением с фотокатода, разгонялись и фокусировались электромагнитным полем на аноде, буквально рисуя видимое излучение. Технология заинтересовала военных, и на этой основе немецкие и советские конструкторы создали несколько экспериментальных систем ночного видения. Причем немецкая система к концу Второй мировой войны даже пошла в серию. Активный инфракрасный прожектор подсвечивал местность, а оптический приемник улавливал отражение ИК-волн и выводил (пусть и нечеткую) картинку ночной местности.

Приборы ночного видения, созданные на принципе улавливания отраженных в ИК-диапазоне волн, с тех пор прошли долгую эволюцию, и постепенно инфракрасные оптические технологии перестали быть военным эксклюзивом. Принцип взаимодействия с отраженными инфракрасными волнами использует и современный лидар.

Прогресс сделал возможным поместить активный источник инфракрасного излучения и его приемник в компактный корпус. Еще в начале 1990-х годов автомобильным инженерам стало понятно, что при современном росте скоростей и плотности движения необходимо создать технологию автоматического распознавания препятствий впереди машины.

В 1996 году компания DENSO показала оптический датчик, который широким горизонтальным лучом «сканировал» местность впереди машины. Еще через год, в 1997 году, DENSO разработала первый в мире оптический датчик, работающий в двух измерениях. Так компания представила первый лидар современного вида.

Лидар направляет перед собой инфракрасный свет в широком диапазоне (до 180̊) на расстояние до 400 м. Свет частично отражается от препятствий впереди, а частично рассеивается. Отраженный импульс возвращается обратно, где воспринимается фотодиодом. Ток на фотодиоде пропорционален воздействующему свету. На основании принятого цифрового сигнала процессор определяет расстояние до препятствия, а в случае с движущимся впереди автомобилем — и его скорость. Множество ИК-лучей и их одновременная обработка позволяют лидару строить 3D-изображение окружающей обстановки:

Мастер на все руки

Помимо этого, благодаря особенностям отражения, лидар «умеет» читать разметку — она отражает ИК-лучи иначе, чем асфальт. Лидару также под силу определить влажность воздуха, наличие осадков и тумана. Впрочем, при интенсивном дожде и снеге лидар пасует и не может адекватно оценить информацию — инфракрасные лучи хаотично преломляются и отражаются каплями воды в воздухе. По этой причине лидар практически всегда дублируется субмиллиметровым радаром (первенство в установке которого на автомобиль, к слову, также принадлежит DENSO).

Сегодня на основе информации, полученной от оптического датчика-лидара, функционируют многие системы безопасности автомобиля. Это и адаптивный круиз-контроль, и система аварийного торможения, и система распознавания дорожной разметки и удержания в полосе. Большим плюсом лидара по сравнению с радаром является его относительно дешевизна, а также простота и отработанный процесс производства. Лидар можно сравнить с оптической технологией, применяемой в дистанционных пультах для бытовой техники — никто уже давно не удивляется их наличию. Примерно то же ждет лидар в контексте использования в автомобильной промышленности.

Создание все более сложных, умных и надежных систем безопасности — это одна из глобальных целей DENSO. Однако не стоит забывать и о простом. К примеру, о том, что основа основ безопасности автомобиля – это нормальный обзор. Который обеспечивают качественные щетки стеклоочистителя. Подобрать подходящие щетки DENSO можно с помощью электронного каталога.

Источник

Акции производителей лидаров взлетели на слухах о машине Apple

Акции производителей лидарных датчиков выросли после сообщения о том, что Apple в 2024 году планирует начать производство беспилотных автомобилей. На это обратил внимание телеканал CNBC.

По информации, опубликованной ранее Reuters, Apple может привлечь партнеров для создания некоторых элементов своей системы самоуправления — включая лидарные датчики.

Акции компании Velodyne Lidar по итогам торгов 21 декабря взлетели почти на 23%, а бумаги Luminar Technologies прибавили более 27%. Обе занимаются лидарными технологиями.

Лидар — основной компонент беспилотных автомобилей. Он представляет собой оптический датчик, который измеряет расстояние или скорость объектов при помощи инфракрасного лазера. В результате компьютерная система получает трехмерное изображение окружающего мира и определяет точную дистанцию до препятствий и других транспортных средств, а также информацию о том, движется ли объект.

Подобными датчиками сейчас оснащены системы самоуправления таких производителей беспилотников, как дочерняя компания Alphabet — Waymo и Cruise, принадлежащая General Motors.

В материале Reuters не упоминается, с какими компаниями, возможно, будет сотрудничать Apple. К тому же агентство указывает, что Apple может создать и собственные датчики, так как технология производителю знакома — лидарными датчиками оснащены последние модели iPhone 12 Pro и iPad Pro.

Ранее СМИ писали, что на улицах штата Калифорния видели автомобили, тестирующие систему самоуправления Apple. На ранних версиях электромобилей лидарные датчики были установлены сверху, однако затем их встроили в корпус.

Источник

Лидар

Технология существует с 1960-х годов, когда лазерные сканеры были установлены на самолетах. Лишь в конце 1980-х годов, с появлением коммерчески жизнеспособных систем GPS, данные с лидаров стали полезным инструментом для обеспечения точных геопространственных измерений.

Лидар принцип работы

Он работает аналогично радару и сонару, но использует световые волны от лазера вместо радио или звуковых волн. Система лидар рассчитывает, сколько времени требуется свету, для попадания в объект и отражения обратно в сканер. Расстояние рассчитывается с использованием скорости света.

Lidar

Использование технологии Lidar. Система чаще всего используются для геодезических задач. Благодаря своей способности собирать трехмерные измерения, системы лазерного сканирования стали активно использоваться для съемки искусственной среды (например: зданий, дорожных сетей и железных дорог), а также для создания цифровых моделей рельефа (DTM) и рельефа конкретных ландшафтов (DEM).

Лазерное сканирование является популярным методом обнаружения риска наводнений, накопления углерода в лесном хозяйстве и мониторинга береговой эрозии.

С использованием данной технологии также наблюдается повышенный уровень внедрения приложений автоматизации. Многие производители автомобилей используют сканеры меньшего диапазона и с более низкой дальностью, чтобы помочь в навигации автономных транспортных средств. Именно с использованием этой технологии работают системы автоматического управления в автомобилях Тесла и им подобных.

Применение лидаров

На сегодняшний день наиболее распространенными сферами использования системы лидар являются приложения для географического и атмосферного картографирования. Такие организации, как USGS (Геологическая служба США), NOAA (Национальное управление океанографии и атмосферы) и NASA, десятилетиями использовали лидар для создания карт Земли и космоса.

Одним из наиболее распространенных применений является полицейское оборудование для измерения скорости автомобилей, хотя мы обычно думаем, что это радар.

Портативные приборы гораздо чаще используют лазеры с длиной волны 905 нм, которые дешевые, безопасные и очень эффективные.

У лидаров большое будущее, так как данная технология не стоит на месте, постоянно развивая приложения и утилиты. От базовых приложений для датчиков до систем 3D печати, 3D сканирования, моделирования и умных городов. Lidar трансформирует мир разными способами.

Лидар в дополненной реальности (AR)

Технология в автономных транспортных средствах
Ожидается, что автономные автомобили скоро появятся на дорогах, которые произведут революцию в автомобильном секторе. Без лидара автономные транспортные средства перестанут существовать. Лидар следует называть глазами автономного транспортного средства, поскольку он смотрит на окружение, вычисляет расстояние, определяет препятствия впереди, освещает объекты лазером, а затем создает цифровое изображение высокого разрешения. Он также используется для предотвращения столкновений, путем измерения расстояния между автомобилем и любым другим препятствием перед ним. Это делается путем установки модуля на бампер или крышу. Адаптивная система круиз-контроля в автономном автомобиле получает информацию от датчиков, с помощью которых она решает, когда включать тормоза, замедляться либо ускоряться.

Lidar и изменение климата
Сверхвысокое разрешение и точные изображения захвата подчеркивают даже мельчайшие детали. По этой причине ученые и геологи все чаще отдают предпочтение данной технологии. Лидар может помочь отслеживать процессы ведения сельского хозяйства более эффективно, чем любой другой метод.

LiDAR в космосе
НАСА разработало для международной космической станции инструмент под названием GEDI (исследование динамики глобальной экосистемы), который обеспечивает уникальное трехмерное изображение лесов Земли и помогает предоставить информацию об углеродном цикле, который ранее не был доступен. GEDI предоставляет жизненно важную информацию о влиянии деревьев на количество углерода в атмосфере. Используя эту информацию, ученые теперь могут определить точный уровень углерода, который хранится в лесах, и количество деревьев, которые необходимо посадить, чтобы компенсировать влияние выбросов парниковых газов.

Геодезия
Геодезия является одной из самых известных областей применения технологии. Съемка используется в областях строительства, городского планирования и изучения топографии региона. При съемке материалы собираются очень быстро, превосходя обычные методы. Пространственные модели, созданные с использованием LiDAR, имеют незначительную погрешность, экономят деньги и позволяют принимать решения быстрее. При съемке точки преобразуются в цифровую модель рельефа (ЦМР). ЦМР может иметь любую текстуру в зависимости от области применения и плотности.

Археология
Для исследование старых археологических раскопок, здесь лидар полезен из-за исключительной детализации, которую он может сделать. При этом экономится время, а также усилия археологов, позволяя им «воскрешать» объекты, которые раньше было практически невозможно создать.
Потрясающие трехмерные изображения древнего города майя, были созданы двумя археологами с помощью лидара. Эта модель позволила совершенно по-другому взглянуть на структуру города и назначение отдельных зданий.

Карты лидара

LiDAR Mapping (Карты лидара). При картировании используется лазерная сканирующая система со встроенным инерциальным измерительным блоком (IMU) и приемником GNSS, который позволяет осуществлять географическую привязку каждого измерения или точки. Каждая точка объединяется с другими для создания трехмерного представления объекта или области.

Карты лидара могут использоваться для определения точности позиционирования.

Материалы LiDAR в форме или облаке точек можно использовать для создания карт целых городов, с точностью до миллиметра. Элементы и объекты, такие как дорожные сети, мосты, растительность, могут быть классифицированы и нанесены на трехмерные карты.

Карты LiDAR также можно использовать для выделения изменений и отклонений, таких как эрозия земли, изменения наклона почвы и рост растительности.

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. Негативный фон на старте недели

На что рассчитывает рубль

Премаркет. Картина красным

Старт дня. Индекс МосБиржи теряет 1%, акции Лукойла в аутсайдерах

Нефть с утра падает на 2% из-за новых локдаунов

Рынок нефти 2022. Сколько будет стоить баррель в новом году

Акции, которые обеспечат будущее вашим детям

В погоне за трендами. Роскосмос тянется к IPO?

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

Что такое лидар

Сканирование местности — одна из главных задач для беспилотных роботов, которые самостоятельно прокладывают путь из точки А в Б. Решать её можно по-разному: всё зависит от бюджета и поставленных целей, но общая суть инженерного подхода остаётся похожей. Лидарные системы стали стандартом де-факто для беспилотных автомобилей и роботов. А ещё лидар можно приладить к своему проекту на Arduino!

Как это работает

Название LiDAR расшифровывается как «Light Identification Detection and Ranging» — дословно, система световой идентификации, обнаружения и определения дальности. Из названия понятно, что лидар имеет что-то общее с радаром. Вся разница в том, что вместо СВЧ-радиоволн здесь используются волны оптического диапазона.

Давайте вспомним общий принцип работы подобных систем: у нас есть устройство, которое посылает наружу направленное излучение, затем ловит отражённые волны и строит исходя из этого картину пространства. Именно так и работает лидар: в качестве активного источника используют инфракрасный светодиод или лазер, лучи которого мгновенно распространяются в среде. Рядом с излучателем расположен светочувствительный приёмник — он и улавливает отражения.

Обозначения: D — измеренное расстояние; c — скорость света в оптической среде; f — частота сканирующих импульсов; Δφ — фазовый сдвиг.

Получив время, за которое вернулась отражённая волна, мы можем определить расстояние до объекта в поле зрения датчика. Подобный принцип определения дистанции называют времяпролётным — от английского Time-of-flight (ToF). А что дальше? У вас появляются разные возможности, как распорядиться этими данными.

Оптический дальномер

Однако быстродействующий дальномер может пригодиться и в самодельных роботах на Arduino и Raspberry Pi: лидары не боятся засветки солнцем, а скорость реакции у них выше, чем у ультразвуковых датчиков. Используя лидар в качестве датчика пространства, ваше детище сможет видеть препятствия на увеличенной дистанции. Разные модели отличаются дальностью работы и степенью защиты. Модификации в герметичном корпусе позволят роботу работать на улице.

Лидарная камера

Следующая ступень развития — лидар в роли 3D-камеры. Добавляем к одномерному лучу систему развёртки и получаем прибор, который может построить модель пространства из облака точек в определённой зоне обзора. Для перемещения сканирующего луча чего только не применяют: от поворотных зеркал и призм до микроэлектромеханических систем (МЭМС). Подобные решения используют, например, для быстрого построения 3D-карты местности или оцифровки архитектурных объектов.

Сканирующий лидар с круговым обзором

Вот и мечта любого автопроизводителя — главный сенсор, который заменяет беспилотной машине почти все глаза. Здесь мы имеем комбинацию излучателей и приёмников, установленных на поворотной платформе, которая вращается со скоростью в сотни оборотов в минуту. Плотность генерируемых точек такова, что лидар строит полноценную картину местности, в которой видно другие машины, пешеходов, столбы и деревья на обочине, и даже изъяны дорожного покрытия или рельефную разметку!

Лидары с круговым обзором 360° — наиболее сложные и дорогие из всех разновидностей, но и самые желанные для разработчиков, поэтому они часто встречаются на прототипах беспилотных автомобилей, где вопрос стоимости не стоит слишком остро.

В заключение

Дожидаться светлого беспилотного будущего совсем необязательно, ведь можно начать собственные эксперименты с инфракрасным лидаром на Arduino или Raspberry Pi уже сейчас. Если вам нужен дальномер с рабочей дистанцией до 40 метров и моментальной реакцией — это подходящий вариант. А если заморочиться и моторизовать лидар, то у вас получится сделать и любительский 3D-сканер на принципе ToF.

Источник