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【原创】多线激光雷达降本何解?
天眸光电| 激光雷达 文章来源自:高工机器人网
2021-10-23 09:41:37 阅读:2954
摘要多线激光雷达的星辰大海。

撰文 | 歌者

“2021年,可以视为激光雷达上车的元年,而2025年将成为激光雷达应用的分水岭,随着技术的进一步成熟与应用成本的持续下降,2025年后激光雷达将成为自动驾驶应用的主雷达,占据市场主流。”武汉天眸光电科技有限公司(以下简称:天眸光电)总经理程刚如此判断道。

事实上,近几年激光雷达的发展可谓是如火如荼且前景可期,公开数据显示,至2025年全球激光雷达市场规模有望达到135.4亿美元,较2019年可实现64.63%的年复合增长率。

而成立于2019年的天眸光电也在最合适的时间节点“上车”了,即程刚介绍的后发优势,结合市场发展阶段来看,激光雷达也是在最近几年才步入高速发展期,无论是用户接受度的提升还是新技术、新工艺的革新都集中发生在这几年。

不过,虽然公司成立时间较短,但天眸光电核心创始人团队从事光电行业数十年,积累了深厚的行业经验,程刚本人也曾先后担任了高德红外、航天科工等相关项目的技术负责人。在2015年,激光雷达正式进入中国市场之后,程刚迅速跟进,是国内最早一批切入激光雷达领域的技术先行研究者。

这也是天眸光电能在不到一年的时间里就实现了16线激光雷达的完全量产,以及车规级64线混合固态雷达的小批量量产的关键原因。

现如今,天眸光电致力于成为全球领先的高端激光雷达传感器系统及解决方案供应商,专注于激光雷达扫描成像、激光雷达测距等产品的研发、生产和销售,公司在测距精度、速度、点云密度、强抗干扰能力等关键指标方面取得了重大突破,同时拥有半自动和自动化生产线投放工程制造中心,能够根据用户不同应用场景的需求提供个性化定制服务。

破解多线激光雷达高成本难题

诚然,激光雷达具有精度高、范围大、抗干扰能力强等优势,不过在实际落地过程中,面临复杂多变的应用环境,激光雷达相关技术仍需进一步沉淀走向成熟,此外,高昂的应用成本也阻碍了激光雷达的商业化规模落地。

程刚分析,成本高企一直是激光雷达落地应用面临的最大痛点之一,由于电子材料价格昂贵、制造环节繁多、工艺复杂等因素影响,即使是最便宜的激光雷达也比毫米波雷达、摄像头系统贵上10倍。

因此,如何在保障产品性能的同时降低用户的应用成本,成为激光厂商一直在思考的中心,天眸光电在成立不久就着手解决这一棘手问题,从产品设计与供应链着手

激光的出光、接光单元数量被称为线数。一般而言,线数越多,雷达空间分辨率、检测识别精准度就越高,与之对应,线数越多,生产制造难度越高。以激光雷达的光学调试为例,一个激光器发射之后,另一个激光接收器接收,这个调试过程都需要依赖人工进行,如果是16线激光雷达,则意味着人工需要调试16条发射和接收,工作量巨大且耗时。

为了解决这一问题,天眸光电研发团队从设计层面入手,将16线激光雷达的16个激光器与16个接收器采用模组化设计,同时优化生产工艺和装调方法,从而缩短了光调阶段时间、降低产品成本。

至于供应链方面,天眸光电正在寻求优质的国产供应商,在保障激光雷达稳定性、可靠性的同时,进一步降低原材料成本。

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天眸光电16线激光雷达

目前,天眸光电已成功推出了16线机械式激光雷达产品,其最大探测距离为150米,垂直可视范围是30°,水平可视范围为360°,垂直角度分辨率为2°,其内部16组激光收发可进行360°旋转,形成3D点云图。程刚介绍,该款激光雷达采用脉冲测距法,能抗强光干扰,误差大小受量程影响较小,在150米以内,墙面精度控制在±2cm。

不仅如此,天眸光电的激光雷达产品每一束光都带有编码,可通过调频调幅避免多个激光雷达碰在一起产生干扰的情况。综上,天眸光电16线机械式激光雷达产品具有抗干扰、适应性强、性价比高等优势,其还可在-40至85摄氏度的环境下工作并保持性能稳定;防水性能达到IP67,可以保证在水深1.1米内都不受到影响;可广泛应用于无人驾驶汽车、移动机器人、路测设备等领域。

专注低慢速无人驾驶场景

程刚介绍,目前天眸光电16线机械式激光雷达产品已在国内一家大型港口落地,用于重负载AGV上,同时向一批车企和数百家机器人企业送样,今年7月,天眸光电与威驰腾(福建)汽车有限公司、厦门金龙联合汽车工业有限公司达成战略合作。

虽然也有汽车项目的应用,不过与大部分激光雷达初创公司创立之初就直奔乘用车市场的业务发展路线不同,天眸光电市场定位明显,将低慢速无人驾驶场景设置为自身业务的基本盘。在开放场景中,激光雷达的产品验证周期非常长,最起码需要2-3年的沉淀才能在市场上大规模推广,因此在这个过程中企业非常依赖资本的“及时输血”,而天眸光电聚焦在低慢速这类封闭场景中,预计明年就能实现自负盈亏。

拆解来看,在低慢速应用场景中主要存在两大块市场应用,也即对应着室内外移动机器人的落地场景。一般而言,室内移动机器人使用的激光雷达以单线为主,其扫描速度快、分辨率高、可靠性强,不过这一块市场竞争已趋向红海竞争,为了避开这一竞争态势,天眸光电将基于自身在多线激光雷达的技术积累优势,为该领域用户推出性价比更高的4线激光雷达产品,不仅能够实现三维扫描,且性能更优,目前这一产品也进入了研发阶段。

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天眸光电64线激光雷达

而在室外低慢速无人场景中,市场上主流的且性价比高的也是16线激光雷达,被广泛应用于物流配送、消杀、巡逻、清扫等场景中,这正是天眸光电的优势领域。

与此同时,为进一步降低移动机器人用户搭载多线激光雷达的应用成本,天眸光电已对自身产品进行了差异化设计,如植入IMU芯片以减少客户在算法方面的成本投入,对产品进行防爆认证,以适应工业场景中对安全的高要求。

针对移动机器人智能化的发展趋势,天眸光电正在不断提高产品的集成度(将激光发射、接收、高速处理等集成在一块),并将部分产品实现芯片化,以达到更低的功耗、更小的体积、更低的成本,同步提升产品的智能化程度。

程刚介绍,未来的激光雷达除了承担探测、检测的功能,也会植入简易智能算法,其将不仅仅是作为采集单元存在而是更多地承担信息的运算处理与决策,实现激光雷达到“智达”的迭代升级。

毫无疑问,对于所有激光雷达厂商而言,自动驾驶是他们一直向往的星辰大海。目前,天眸光电虽然专注于低慢速无人驾驶场景,但“上车”是迟早的事情,公司车规级的64线半固态激光雷达的产品已经实现了小批量量产,128线混合固态激光雷达预计也将在明年4月进行全球首发。借此,公司将打造完善的产品矩阵,全面覆盖4线、16线、32线、64线、128线等激光雷达产品,满足自动驾驶全场景需求。

10月27日-28日,【极智嘉总冠名】2021(第二届)高工移动机器人年会暨高工移动机器人金球奖颁奖典礼将在上海卓美亚喜马拉雅酒店举行,届时,天眸光电总经理程刚将出席本次会议并发表主题演讲《激光雷达的技术发展和产业应用》,共同探讨多线激光雷达的未来与其在移动机器人上的大规模应用

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