चार या पांच साल पहले, जब ड्राइवर सहायता प्रौद्योगिकी अभी शुरू ही हुई थी, तो पूरा उद्योग इस बात पर बहस कर रहा था कि "वाहनों को दुनिया को किस तरह देखना चाहिए"।
एक विचारधारा "विशुद्ध रूप से दृश्य" दृष्टिकोण की वकालत करती है, तथा मानती है कि कैमरे और एल्गोरिदम पर्यावरण को समझने तथा मानवीय धारणा को दोहराने के लिए पर्याप्त हैं।
एक अन्य विचारधारा बहु-सेंसर संलयन पर जोर देती है, तथा तर्क देती है कि लिडार के बिना, कोई स्थिर, सटीक और मापनीय स्थानिक जानकारी नहीं होती।
▲ टेस्ला का एफएसडी दृढ़ता से शुद्ध दृष्टि-आधारित समाधान को अपनाता है
आज तक यह बहस अनसुलझी है, लेकिन बाजार अक्सर तकनीकी तर्कों की तुलना में तेजी से जवाब दे देता है।
जैसे-जैसे उन्नत बुद्धिमान ड्राइविंग समाधान धीरे-धीरे कार्यान्वित हो रहे हैं, LiDAR बुद्धिमान ड्राइविंग प्रणालियों के लिए मुख्यधारा समाधान और मानक कॉन्फ़िगरेशन बनता जा रहा है।
गाओगोंग इंटेलिजेंट व्हीकल के आंकड़ों के अनुसार, जनवरी से जुलाई 2025 तक, चीनी बाजार में LiDAR से लैस नई कारों की संचयी डिलीवरी (आयात और निर्यात को छोड़कर) 1.0484 मिलियन यूनिट तक पहुँच गई, जो साल-दर-साल 69.73% की वृद्धि है। इनमें से, 200,000-300,000 युआन रेंज वाले मॉडलों की मानक उपकरण दर एक बार 30% के करीब पहुँच गई थी।
▲ग्राफिक्स: गाओगोंग इंटेलिजेंट व्हीकल
इसके अलावा, कुछ मॉडल अब अपनी बुद्धिमान ड्राइविंग क्षमताओं को बेहतर बनाने के लिए "एकल रडार" समाधान से संतुष्ट नहीं हैं। BYD के यांगवांग U7 और U8L 3-लिडार समाधान का उपयोग करते हैं, जबकि ज़ुंजी S800, ज़ियांगजी S9T और वेन्जी M9 4-लिडार समाधान से लैस हैं। हाल ही में जारी Jike 9X में 1 520-लाइन लंबी दूरी के रडार + 4 उच्च-परिशुद्धता वाले सॉलिड-स्टेट रडार का विन्यास भी अपनाया गया है, जिससे 360° पूर्ण लिडार कवरेज प्राप्त होता है।
▲ ज़ुन्जी एस800 एक 192-लाइन लिडार और तीन उच्च-परिशुद्धता ठोस-अवस्था लिडार से सुसज्जित है।
"स्थापित करें या नहीं" से लेकर "कितने स्थापित करें" तक, ड्राइवर सहायता प्रणालियों में लिडार की भूमिका लगातार महत्वपूर्ण होती जा रही है।
अर्ध-ठोस: बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए संतुलन बिंदु
हालाँकि, लिडार के भी अलग-अलग ग्रेड होते हैं।
पिछले दो वर्षों में, हम ऑटो निर्माताओं के प्रेस कॉन्फ्रेंस में एक नया शब्द अधिकाधिक बार सुन रहे हैं – "सॉलिड-स्टेट LiDAR"।
"ठोस अवस्था" शब्द कुछ भ्रामक हो सकता है। इसका अर्थ यह नहीं है कि लिडार में इलेक्ट्रोलाइट जैसा कोई माध्यम मौजूद है। अंतर इस बात में है कि क्या लिडार संरचना में स्थूल अर्थ में कोई "घूर्णन घटक" मौजूद है।
प्रथम श्रेणी के शहरों में रहने वाले पाठक शायद "पोनी.एआई" और "रोबोकार्ट" जैसे रोबोटैक्सी परीक्षण वाहनों से पहले से ही परिचित होंगे। इन वाहनों में अक्सर एक विशिष्ट विशेषता होती है – एक यांत्रिक लिडार जो छत पर लगातार घूमता रहता है।
इसका कार्य सिद्धांत जटिल नहीं है। लेज़र उत्सर्जन और रिसेप्शन मॉड्यूल से सुसज्जित संपूर्ण ऑप्टोमैकेनिकल संरचना, आसपास के वातावरण का एक पैनोरमिक स्कैन पूरा करने के लिए लगातार 360° पर घूमती है।
रोबोटैक्सी परीक्षण लहर के दौरान, जो कई वर्षों तक चली, इस प्रकार का रडार सबसे शक्तिशाली विकल्प था: यह एक ही समय में सभी दिशाओं से बिंदु क्लाउड डेटा को लंबी दूरी (लगभग 200 मीटर) और उच्च सटीकता के साथ पकड़ सकता था, जिससे यह धारणा प्रणालियों के लिए "स्वर्ण मानक" बन गया।
हालाँकि, उच्च प्रदर्शन के लिए उच्च लागत की आवश्यकता होती है। एक यांत्रिक लिडार की कीमत अक्सर हज़ारों युआन होती है, और इसकी असेंबली प्रक्रिया जटिल होती है, जिससे बड़े पैमाने पर उत्पादन मुश्किल हो जाता है।
इसके अलावा, ऑप्टिकल इंजन संरचना के निरंतर घूमने से यांत्रिक घिसाव होगा, मोटर और बेयरिंग आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाते हैं और इनका जीवनकाल छोटा होता है। इसके बड़े आकार और भारी वजन के कारण इसे वाहन के अंदर स्थापित करना भी मुश्किल होता है, और ऑटोमोटिव-ग्रेड मानकों के आघात प्रतिरोध और उच्च तापमान प्रतिरोध की आवश्यकताओं को पूरा करना भी मुश्किल होता है।
अर्ध-ठोस-अवस्था प्रौद्योगिकी मार्ग ही वह है जिसने LiDAR को परीक्षण से बड़े पैमाने पर उत्पादन की ओर ले जाने में सक्षम बनाया।
इसे छोटे-छोटे स्कैन करने के लिए पूरी मशीन को घुमाने की बजाय, केवल कुछ घटकों (जैसे रिफ्लेक्टर और प्रिज़्म) की आवश्यकता होती है, जिससे प्रदर्शन, लागत और विश्वसनीयता में संतुलन बना रहता है। इसकी संरचना अधिक सघन है और इसका जीवनकाल भी लंबा है, जिससे इसे छत या ग्रिल में लगाना आसान हो जाता है।
अर्ध-ठोस समाधान उस संतुलन का प्रतिनिधित्व करते हैं जिसे वाहन निर्माताओं ने प्रदर्शन, लागत और ऑटोमोटिव-ग्रेड व्यवहार्यता के बीच पाया है, और अब बड़े पैमाने पर उत्पादित वाहनों के लिए मुख्यधारा का विकल्प बन गए हैं।
जैसे-जैसे तकनीक विकसित होती जा रही है, सेमी-सॉलिड-स्टेट लिडार की लागत साल-दर-साल कम होती जा रही है। लिडार के प्रदर्शन के आधार पर, एक सेमी-सॉलिड-स्टेट लिडार इकाई की वर्तमान लागत लगभग 1,400 युआन से 4,000 युआन तक है।
हालाँकि, चूँकि केवल कुछ ही घटक गति कर सकते हैं, अर्ध-ठोस अवस्था LiDAR का पता लगाने का कोण अपेक्षाकृत सीमित होता है, आमतौर पर क्षैतिज रूप से लगभग 120° और ऊर्ध्वाधर रूप से 20°। इसलिए, वाहन निर्माता आमतौर पर इसे वाहन के आगे की ओर लगाते हैं, जबकि किनारों और पीछे के ब्लाइंड स्पॉट को भरने के लिए मिलीमीटर-वेव रडार और कैमरों का उपयोग करते हैं। यह आज के समय में सबसे आम ऑटोमोटिव सेंसर समाधान भी है।
यदि अर्ध-ठोस अवस्था LiDAR ने "क्या इसे वाहनों में स्थापित किया जा सकता है" की समस्या को हल कर दिया है, तो ठोस अवस्था LiDAR "यांत्रिक संरचनाओं को पूरी तरह से समाप्त करने" की भविष्य की दिशा का प्रतिनिधित्व करता है।
इसमें कोई गतिशील भाग नहीं है, और स्कैनिंग विद्युत संकेतों द्वारा पूरी होती है। यह लिडार का एक "विशुद्ध रूप से इलेक्ट्रॉनिक" रूप है, जो किरण के उत्सर्जन, स्कैनिंग और ग्रहण के लिए अर्धचालक तकनीक पर निर्भर करता है।
▲हेसाई टेक्नोलॉजी FT120 सॉलिड स्टेट LiDAR
वर्तमान में, पूर्ण-ठोस-अवस्था LiDAR के लिए दो मुख्य तकनीकी मार्ग हैं: फ़्लैश और OPA। अगले 3-5 वर्षों के लिए OPA को उच्च-स्तरीय मार्ग माना जा रहा है, जबकि फ़्लैश समाधान अधिक परिपक्व है, और वर्तमान में बड़े पैमाने पर उत्पादित अधिकांश ठोस-अवस्था LiDAR फ़्लैश समाधान का उपयोग करते हैं।
हालांकि, तकनीकी परिपक्वता की सीमाओं के कारण, 10% परावर्तकता पर सभी ठोस अवस्था वाले रडार की पता लगाने की सीमा केवल 25-30 मीटर है, जो आगे की जांच के लिए अपर्याप्त है और आमतौर पर वाहनों के किनारों और पीछे के ब्लाइंड स्पॉट कवरेज के लिए उपयोग की जाती है।
कुछ वाहन निर्माताओं के इंजीनियरों ने भी पूर्ण-ठोस-अवस्था LiDAR के अनुप्रयोग परिदृश्यों में कुछ समझौते किए हैं, जैसे कि ऊर्ध्वाधर पहचान कोण को 75° या 90° तक बढ़ाना, ताकि वाहन उन बाधाओं की पहचान कर सकें जो वाहन के शरीर के करीब और नीचे हैं, जैसे सीढ़ियाँ, शंकु, आदि।
वर्तमान में, सॉलिड-स्टेट LiDAR तकनीक अभी पूरी तरह से विकसित नहीं हुई है, और इसकी एक इकाई की लागत लगभग 1,500 युआन है, जो मिलीमीटर-वेव रडार और कैमरों की लागत से काफी अधिक है। इसलिए, यह ज़्यादातर केवल उच्च-स्तरीय वाहनों में ही लगाई जाती है।
लाइन गणना: LiDAR के विभिन्न स्तरों के बीच वाटरशेड।
संरचना और रूप में अंतर के अलावा, यहां तक कि सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले अर्ध-ठोस-अवस्था लिडारों में भी, वास्तव में ग्रेड में बहुत "सख्त" अंतर हैं।
जैसा कि हमने अभी बताया, रडार प्रदर्शन के आधार पर, एक एकल अर्ध-ठोस-अवस्था लिडार इकाई की लागत वर्तमान में लगभग 1,400 युआन से 4,000 युआन तक है।
उद्योग में LiDAR के चयन में, सबसे अधिक बार उल्लिखित तकनीकी संकेतक "लाइन काउंट" है।
"लाइन काउंट" शब्द लेज़र किरणों की उस संख्या को दर्शाता है जिसे एक रडार एक साथ प्रेषित और प्राप्त कर सकता है। प्रत्येक लेज़र किरण परिवेश को स्कैन करती है और एक परावर्तित संकेत लौटाती है, जिससे एक रेंजिंग बिंदु बनता है; ये सभी बिंदु मिलकर एक "पॉइंट क्लाउड" बनाते हैं जिसे हम आमतौर पर "पॉइंट क्लाउड" कहते हैं।
जितनी अधिक रेखाएं होंगी, बिंदु बादल उतना ही सघन होगा, तथा वाहन को दुनिया उतनी ही स्पष्ट दिखाई देगी।
आप इसे ऐसे समझ सकते हैं जैसे कि एक मोबाइल फोन कैमरा "मेगापिक्सल" से "करोड़ों पिक्सल" में अपग्रेड हो रहा है – कम लाइन गिनती एक कम पिक्सेल वाली तस्वीर की तरह है, जहां आप केवल रूपरेखा देख सकते हैं; उच्च लाइन गिनती एक अल्ट्रा-हाई-डेफिनिशन छवि की तरह है, जहां दूर बैठे लोगों की पलकें भी स्पष्ट रूप से देखी जा सकती हैं।
▲ 3D बिंदु बादल मानचित्र
शुरुआती 64-लाइन मॉडल जैसे पारंपरिक यांत्रिक राडारों में, इंजीनियर एक गोलाकार संरचना पर लेज़र ट्रांसमीटर और रिसीवर के 64 सेट लगाते थे। ट्रांसमीटर और रिसीवर मॉड्यूल की प्रत्येक जोड़ी एक अलग ऊर्ध्वाधर कोण पर स्थिर होती थी, जिससे मिलकर एक पूर्ण स्कैनिंग सरणी बनती थी।
अर्ध-ठोस अवस्था प्रौद्योगिकी के युग में प्रवेश करने के बाद, पूरा उद्योग एकीकृत स्कैनिंग प्रणालियों की ओर बढ़ने लगा। इसका मूल विचार उच्च गति स्कैनिंग तंत्र के माध्यम से कम लेज़रों का उपयोग करके अधिक लाइनों का "पुनः उपयोग" करना है।
इसने एक उद्योग अवधारणा को भी जन्म दिया है: एक लिडार में दो तकनीकी संकेतक होंगे: वास्तविक लाइन संख्या और समतुल्य लाइन संख्या। वास्तविक लाइन संख्या भौतिक रूप से स्वतंत्र संचारित/प्राप्त चैनलों की संख्या है; समतुल्य लाइन संख्या स्कैन मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक द्वारा निर्मित "दृश्य प्रभाव" लाइन संख्या है। डेटा प्रदर्शन के संदर्भ में यह हाई-लाइन रडार के समान है, लेकिन मूलतः यह उच्च-आवृत्ति स्कैनिंग और सटीक समय पर निर्भर करता है।
▲ हेसाई 128-लाइन लिडार का डिटेक्शन मॉड्यूल, स्रोत: बिलिबिली @GreenCoreChannel_ECC
इस एकीकृत स्कैनिंग प्रणाली को शायद NVIDIA ग्राफ़िक्स कार्ड के DLSS फ़ंक्शन के समान ही समझा जा सकता है। यह तकनीकी दृष्टिकोण ऑटोमोटिव-ग्रेड LiDAR को एक वास्तविकता बनाता है और 128-लाइन, 300-लाइन और यहाँ तक कि 500-लाइन LiDAR की लागत को भी काफ़ी कम कर देता है।
तो फिर कम लाइन गिनती की तुलना में अधिक लाइन गिनती के क्या फायदे हैं?
एक धारणा प्रणाली में, लाइनों की संख्या बढ़ाने से न केवल "अधिक अंक" प्राप्त होते हैं, बल्कि बिंदु बादल की गुणवत्ता और प्रणाली के विश्वास में भी वृद्धि होती है।
यह घने कोहरे में किसी वस्तु का अवलोकन करने जैसा है। कम रेखाएँ (जैसे 16 रेखाएँ) कुछ बिखरी हुई टॉर्च की तरह होती हैं, जिनकी किरणें कभी-कभी केवल कुछ हिस्सों को ही कैद कर पाती हैं, जिससे वस्तु की पूरी तस्वीर का आकलन करना मुश्किल हो जाता है; जबकि ज़्यादा रेखाएँ (जैसे 192 रेखाएँ) एक विशाल सर्चलाइट की तरह होती हैं, जो पूरे दृश्य को तुरंत प्रकाशित कर देती हैं, जिससे वस्तु का आकार, मुद्रा और यहाँ तक कि विवरण भी एक नज़र में स्पष्ट हो जाता है।
▲ 64-लाइन सॉलिड-स्टेट लिडार का पॉइंट क्लाउड मानचित्र
उदाहरण के लिए, 150 मीटर की दूरी पर, एक पैदल यात्री 16-लाइन वाले रडार के पॉइंट क्लाउड में केवल 1-2 परावर्तन बिंदु ही छोड़ सकता है। एल्गोरिथम को यह निर्धारित करने में कठिनाई होती है कि यह वास्तविक लक्ष्य है या शोर, और गलत निर्णय की भी काफी संभावना है।
128-लाइन रडार के बिंदु क्लाउड में, एक पैदल यात्री की रूपरेखा को एक दर्जन बिंदुओं द्वारा चित्रित किया जाता है, और एल्गोरिदम स्पष्ट रूप से उसके आकार और गति की दिशा की पहचान कर सकता है, जिससे विश्वास का स्तर कई गुना बढ़ जाता है।
उदाहरण के लिए, 64-लाइन वाला रडार केवल यह जान सकता है कि सामने कोई वस्तु है; 128-लाइन वाला रडार यह पहचान सकता है कि यह एक "क्षैतिज ट्रक" है; तथा 500-लाइन वाला रडार यह भी पहचान सकता है कि "ट्रक दाईं ओर खड़ा है और उसका पिछला हिस्सा 30 सेंटीमीटर बाहर की ओर निकला हुआ है"।
▲ विभिन्न बीम-चौड़ाई वाले लिडार से बिंदु बादलों की तुलना
स्वचालित ड्राइविंग प्रणालियों के लिए, ये सूक्ष्म अंतर धारणा में गुणात्मक बदलाव को दर्शाते हैं, जो "वस्तुओं से बचने" से "दृश्य को समझने" की ओर अग्रसर होता है।
ज़्यादा लाइन संख्या भी पता लगाने की सीमा में उछाल दर्शाती है। 64-लाइन वाले सेमी-सॉलिड-स्टेट लिडार की सीमा लगभग 150 से 200 मीटर होती है, 128-लाइन वाले लिडार की सीमा लगभग 200 से 250 मीटर होती है, और 500-लाइन वाले लिडार की सीमा 300 मीटर से भी ज़्यादा हो सकती है, जिससे बाधाओं का पहले और ज़्यादा समय पर पता लगाना संभव हो जाता है।
इसके अलावा, ऊर्ध्वाधर कोण के संदर्भ में, निम्न-लाइन-गणना रडार का ऊर्ध्वाधर कोणीय विभेदन आमतौर पर 0.5° से अधिक होता है, जिसका अर्थ है कि ज़मीन और सड़क के किनारों को नज़दीकी दूरी से एक ही तल पर देखा जा सकता है। दूसरी ओर, उच्च-लाइन-गणना रडार कोणीय विभेदन को 0.1° या उससे कम तक संपीड़ित कर सकता है, जिससे उन विवरणों को पहचाना जा सकता है जहाँ सड़क की सतह की ऊँचाई का अंतर केवल कुछ सेंटीमीटर होता है—जैसे मैनहोल कवर, स्पीड बम्प और निचली बाधाएँ।
इससे न केवल धारणा सटीकता में सुधार होता है, बल्कि वाहन पथ नियोजन भी अधिक सुगम और सुरक्षित हो जाता है।
▲ उच्च परिशुद्धता लिडार नकारात्मक बाधाओं का पता लगा सकता है।
हालाँकि, हाई-बीम लिडार में भी कमियां हैं।
उच्च लागत के अलावा, पॉइंट क्लाउड डेटा की मात्रा लाइनों की संख्या के सीधे आनुपातिक होती है। 128-लाइन वाला रडार, 16-लाइन वाले रडार की तुलना में प्रति सेकंड आठ गुना अधिक डेटा पॉइंट उत्पन्न कर सकता है। यह डेटा इंटरफ़ेस बैंडविड्थ, मुख्य नियंत्रण चिप की प्रसंस्करण शक्ति और बाद के परसेप्शन एल्गोरिदम की कम्प्यूटेशनल दक्षता के लिए एक बड़ी चुनौती है। यदि कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्म तालमेल नहीं रख पाता है, तो उच्च लाइन संख्या का लाभ नहीं मिल पाएगा, और यह सिस्टम पर बोझ बन जाएगा।
वर्तमान में, 500 से अधिक लाइनों वाले LiDAR सिस्टम से सुसज्जित केवल एक ही बड़े पैमाने पर उत्पादित वाहन है – JK9X, जो दोहरे NVIDIA Thor-U चिप्स का उपयोग करता है और इसकी कीमत 559,900 युआन से शुरू होती है।
▲ क्रिप्टन 9X सेंसर समाधान
हालाँकि, हम जल्द ही एक और गाड़ी, वोया ताइशान, देख सकते हैं, जिसके नवंबर में लॉन्च होने की उम्मीद है। यह Huawei Qiankun इंटेलिजेंट ड्राइविंग ADS 4 अल्ट्रा से लैस होगी। 500-लाइन से ज़्यादा LiDAR के साथ, यह इंटेलिजेंट ड्राइविंग के क्षेत्र में Wenjie M9, जो 192-लाइन LiDAR से लैस है, की तुलना में ज़्यादा मज़बूत बढ़त हासिल कर सकती है।
▲ लंटू ताइशन
LiDAR का विकास, घूर्णन से लेकर स्थिर, बिंदु से सतह तक, और फिर स्थानिक आयामों के विस्तार तक, अनिवार्य रूप से वाहनों को "अधिक स्पष्ट रूप से देखने" में सक्षम बनाने की दौड़ है।
अगले कुछ वर्षों में, जैसे-जैसे सॉलिड-स्टेट रडार सस्ता होता जाएगा और एल्गोरिदम अधिक शक्तिशाली होते जाएंगे, लिडार हर स्मार्ट कार में एयरबैग या कैमरे की तरह एक मानक सुविधा बन सकता है।
#iFaner के आधिकारिक WeChat सार्वजनिक खाते का अनुसरण करने के लिए आपका स्वागत है: iFaner (WeChat ID: ifanr), जहां जितनी जल्दी हो सके आपके लिए अधिक रोमांचक सामग्री प्रस्तुत की जाएगी।