محتوى المقال:
- ما هو الليدار
- جهاز
- مبدأ التشغيل
- تطبيق عنصر
- إيجابيات وسلبيات
- السعر
المستشعر البصري أو بعبارة أخرى lidar (كشف الضوء وتحديد المدى) هو مستشعر كهروضوئي خاص لقياس المسافة واكتشاف الأشياء. أساس تشغيل هذا المستشعر هو الموجات الكهرومغناطيسية (الأشعة تحت الحمراء) ، والتي بفضلها تحدد المسافة إلى الجسم.
ما هو المستشعر البصري
يكاد يكون من المستحيل تخيل سيارة حديثة بدون نظام أمان سلبي أو نشط ، ويمكن للعديد من البلدان ببساطة رفض مثل هذه السيارات. يستخدم كل نظام أمان تقريبًا مستشعرات محددة لالتقاط وجمع معلومات محددة. كان أساس هذه الأنظمة عبارة عن جهاز استشعار بصري أو ، بعبارة أخرى ، ليدار. اعتمادًا على متطلبات المستشعر والغرض منه ، قد يختلف المظهر والهيكل الداخلي ، لكن مبدأ التشغيل يظل دون تغيير.
تُعتبر المهمة الرئيسية هي قياس المسافة (المسافة إلى الجسم) ، على الرغم من أنه في بعض الحالات يمكن أيضًا قياس سرعة الكائن في المقدمة. في بعض الحالات ، من حيث الوظيفة ، يعمل الليدار كبديل لرادار السيارة ، بسبب خصائص السيارة التي يمكن تمييزها كرادار ليزر لأنظمة أمان نشطة مختلفة. النطاق يصل إلى 250 مترًا ، وزاوية الدقة تصل إلى 180 درجة. وبالتالي ، يمكن استخدام الليدار في كل من أنظمة السلامة السلبية والفعالة ، وتسمح أبعادها الصغيرة بتثبيتها في أكثر الأماكن غير القياسية في السيارة.
كيف يعمل ليدار السيارة
جهاز الليدار (المستشعر البصري) غريب ، ويشبه في الواقع دائرة إلكترونية مجمعة في عنصر واحد. من بين التفاصيل الرئيسية لليدار ، يميز الخبراء:
- المغير.
- الارسال.
- المتلقي؛
- عنصر بصري خاص
- المضخم؛
- المعالجات الدقيقة لمعالجة البيانات ؛
- محول الإشارات التناظرية إلى الرقمية.
يلعب كل عنصر من العناصر المدرجة دورًا مهمًا للغاية في آلية الليدار. دعنا نلقي نظرة فاحصة على مسؤولية كل التفاصيل. الدور الرئيسي وكل بداية العمل مأخوذة من الصمام الثنائيالذي ينقل الأشعة تحت الحمراء (الشعاع). يتم تغيير شدة شعاع الأشعة تحت الحمراء ، إذا لزم الأمر ، بواسطة المغير. في المقابل ، اعتمادًا على نوع التعديل ، يتم تمييز نوعين من الليدار: نبضي ومستمر. ومع ذلك ، يقول الخبراء أن الليدار من النوع المستمر قد عفا عليه الزمن ، مما يفسح المجال لمستشعر ضوئي نبضي أكثر تقدمًا. لتحسين كفاءة المستشعر البصري النبضي ، بدأ المهندسون في استخدام نبضات متعددة في وقت واحد للإرسال ، مما يجعل التكنولوجيا متعددة النبضات.
نفس القدر من الأهمية عنصر بصريمن خلالها تمر النبضات. بعد اجتياز العنصر البصري ، تدخل نبضة الضوء في الثنائي الضوئي ، وبفضل ذلك يتم تحويلها إلى إشارة كهربائية للتعرف عليها بواسطة العناصر الأخرى. الليدار التالي في هذه السلسلة هو ADC أو المحول التناظري إلى الرقمي بعبارة أخرى. بفضله يتم تحويل الإشارة الكهربائية من الثنائي الضوئي إلى إشارة رقمية. المرحلة الأخيرة في تشغيل المستشعر البصري هي معالجة الإشارة الرقمية المستقبلة معالج دقيق، هو الذي يعطي المعلومات لوحدة التحكم التي اعتبرها الليدار.
كما ذكرنا سابقًا ، قد يختلف مظهر المستشعر البصري ، حسب الشركات المصنعة وطرازات نفس ماركة السيارة. لكن المهمة الرئيسية ومبدأ تشغيل الآلية لن يختلفان.
كيف يعمل المستشعر البصري
بعد معرفة العناصر الرئيسية التي يتم تضمينها وأداء عمل المستشعر البصري ، من الجيد مراعاة مبدأ التشغيل الخاص به وبالتالي فهم مكان الإيجابيات والسلبيات الرئيسية ، وكذلك ما يمكن أن يضر بتشغيل الآلية.
على الرغم من الاختلافات الخارجية وهيكل الهيكل ، فإن مبدأ تشغيل الليدار هو نفسه في أي سيارة ونظام أمان. في لحظة الإطلاق ، يتم توجيه ضوء الأشعة تحت الحمراء إلى الهدف ، ويتناثر الضوء المنعكس من الهدف جزئيًا (مفقودًا) ، ويعود جزئيًا إلى الباعث ، وبالتالي يدخل في الثنائي الضوئي.
عادةً ما يتناسب تيار الثنائي الضوئي مع ضوء الأشعة تحت الحمراء المنبعث من الكائن المنعكس. ينتج الثنائي الضوئي ، بعد التعرف على حزمة الأشعة تحت الحمراء للنبضات ، إشارة كهربائية ، وتحويلها إلى محول تناظري إلى رقمي. يتمثل جوهر هذا العنصر ، أو بالأحرى مجموعة متكاملة كاملة من الأجزاء ، في إنشاء إشارة يمكن أن يتعرف عليها المعالج الدقيق.
في المظهر ، هذه دائرة كهربائية صغيرة ، تمامًا مثل المعالج الدقيق ، ولكن بدون ADC ، لن تتمكن وحدات التحكم من العمل. الخطوتان التاليتان هما نقل الإشارة الرقمية إلى المعالج الدقيق ثم إرسالها إلى وحدة التحكم الإلكترونية الرئيسية. في وحدة التحكم الإلكترونية يتم تحليل المعلومات الواردة ، والتعرف على صور الأشياء الموجودة أمام السيارة ، بالإضافة إلى المواقف الأخرى التي لا يمكن التنبؤ بها والتي يتم فيها استخدام جهاز استشعار بصري.
أين يستخدم الليدار
يمكن أن يكون استخدام المستشعرات الضوئية في السيارات مختلفًا جدًا ولا يمكن التنبؤ به على الإطلاق. تستخدم مجموعة متنوعة من أنظمة السلامة النشطة والسلبية هذه العناصر للحصول على هذه المعلومات أو تلك. على سبيل المثال ، نظام لرصد المسافة إلى الأشياء الموجودة أمام السيارة أو خلفها. أيضًا ، يمكن استخدام هذا العنصر لإزالة سرعة أو لحظة دوران الأجزاء.في لغة أكثر قابلية للفهم ، يمكن أن يكون نظام التعرف على المشاة وتحديد الهوية ، والتحكم التكيفي في ثبات السرعة ، ونظام مراقبة الأشياء وغيرها. نظرًا للتوسع الرأسي والأفقي للمستشعر البصري ، يمكن للعنصر قراءة المزيد من المعلومات ، كما أن حركة مرسل باعث الأشعة تحت الحمراء والمرآة الدوارة تزيد بشكل كبير من قدرات الآلية. يمكننا أن نقول بحزم أن مثل هذه الآلية تفي تمامًا بالمنطق المحدد وفي الوقت المناسب تنقل المعلومات إلى وحدة التحكم.
مزايا وعيوب جهاز الاستشعار البصري
كما هو الحال مع أي آلية ، فإن المستشعر البصري للسيارة له مزاياه وعيوبه. الميزة الرئيسية هي سرعة الاستجابة ، ودقة معالجة المعلومات الواردة ، بالإضافة إلى مجموعة كبيرة من الاحتمالات للاستخدام في أنظمة الأمان المختلفة.
بالإضافة إلى الجوانب الإيجابية ، هناك أيضًا (عيوب) سلبية لا يمكن إزالتها بأي شكل من الأشكال ، حتى في الوقت الحاضر. كما تبين الممارسة ، فإن المستشعر البصري حساس للغاية لظروف الطقس وتغطية الإغاثة. تتناقص كفاءة الليدار مع تدهور الأحوال الجوية ، لا سيما المطر والثلج والضباب والظواهر الجوية الأخرى.
لا يمكن للآلية ببساطة استقبال عرض الأشعة تحت الحمراء ، كما أنها مشوهة بسبب ظواهر الطقس. يؤثر تلوث المستشعر أيضًا سلبًا على تشغيل النظام. تعطي الآلية ببساطة معلومات خاطئة أو لا تعمل في النطاق المعلن من قبل الشركة المصنعة.
تكلفة جهاز الاستشعار البصري للسيارة
من المستحيل التحدث عن تكلفة معينة لجهاز الاستشعار البصري ، على الرغم من أن مبدأ التشغيل هو نفسه بالنسبة للكثيرين. يكمن أساس السعر بالكامل في النظام (الآلية) حيث يتم استخدام الليدار أو هيكله. سيكلف المستشعر الأكثر شيوعًا بدون وظائف خاصة غير ضرورية من 10 دولارات، إذا تحدثنا عن أنظمة الأمان ، على وجه الخصوص ، فإن تكلفة التحكم التكيفي في التطواف أو مراقبة الأشياء الموجودة أمام السيارة $100.
في السيارات الكهربائية الحديثة ، يتم وضع أجهزة استشعار بصرية حول المحيط بأكمله. وبالتالي ، يقوم المصنعون بإضافة وتحسين أنظمة السلامة والراحة. على سبيل المثال ، سوف تكلف ليدار التحكم في التطواف التكيفي من نيسان من $160من أجل نظام رؤية ليلية حديث من مرسيدس بنز أو تويوتا بسعر $235 لأحد هذه العناصر البصرية.
للوهلة الأولى ، يكون المستشعر البصري غير واضح ويبدو أنه ذو فائدة قليلة ، ولكن بعد فهم التفاصيل وقدراته ، فأنت تدرك أنه قلب معظم أنظمة الأمان والراحة التي تراقب الوضع حول السيارة بشكل حقيقي. الوقت.
