ما هو الليدار وكيف يعمل الليدار؟

　　1. ما هو الليدار؟

تركز العديد من شركات السيارات على تقنية الليدار، لذا يجب علينا أولاً أن نفهم ما هو الليدار؟

LIDAR - ليدار، هو جهاز استشعار،المعروف باسم "عين الروبوت"، وهو جهاز استشعار مهم يدمج الليزر، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وأجهزة قياس القصور الذاتي. الطريقة التي ترجع الوقت المطلوب لقياس المسافة تشبه من حيث المبدأ طريقة الرادار، باستثناء أنه يتم استخدام الليزر بدلاً من موجات الراديو.يمكن القول أن جهاز Lidar هو أحد تكوينات الأجهزة المهمة لمساعدة السيارات على تحقيق وظائف القيادة المساعدة الذكية عالية المستوى.

2. كيف يعمل الليدار؟

بعد ذلك، دعونا نتحدث عن كيفية عمل الليدار.

بداية، علينا أن نوضح أن جهاز الليدار لا يعمل بشكل مستقل، ويتكون عمومًا من ثلاث وحدات رئيسية: جهاز إرسال الليزر، وجهاز الاستقبال، وتحديد المواقع والملاحة بالقصور الذاتي.عندما يعمل الليدار، سوف ينبعث ضوء الليزر. بعد مواجهة جسم ما، سينكسر ضوء الليزر مرة أخرى ويستقبله مستشعر CMOS، وبالتالي قياس المسافة من الجسم إلى العائق.من وجهة نظر مبدئية، طالما أنك بحاجة إلى معرفة سرعة الضوء والوقت من الانبعاث إلى إدراك CMOS، يمكنك قياس مسافة العائق. ومن خلال الجمع بين نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الوقت الفعلي ومعلومات الملاحة بالقصور الذاتي وحساب زاوية رادار الليزر، يمكن للنظام معرفة مسافة الجسم الذي أمامه. تنسيق تحمل ومعلومات المسافة.

بعد ذلك، إذا كان بإمكان جهاز الليدار أن يصدر عدة أشعة ليزر بزاوية محددة في نفس المساحة، فيمكنه الحصول على إشارات منعكسة متعددة بناءً على العوائق.بالدمج مع النطاق الزمني وزاوية المسح بالليزر وموقع GPS ومعلومات INS، بعد معالجة البيانات، سيتم دمج هذه المعلومات مع إحداثيات x وy وz لتصبح إشارة ثلاثية الأبعاد مع معلومات المسافة ومعلومات الموقع المكاني وما إلى ذلك. ومن خلال الخوارزميات، يمكن للنظام الحصول على العديد من المعلمات ذات الصلة مثل الخطوط والأسطح والأحجام، وبالتالي إنشاء خريطة سحابة نقطية ثلاثية الأبعاد ورسم خريطة بيئية، والتي يمكن أن تصبح "عيون" السيارة.

3. سلسلة صناعة الليدار

1) الارسالرقاقة: من الصعب تغيير هيمنة أوسرام لشريحة EEL مقاس 905 نانومتر، ولكن بعد أن تملأ VCSEL لوحة الطاقة القصيرة من خلال عملية متعددة الوصلات، نظرًا لتكلفتها المنخفضة وخصائص انجراف درجة الحرارة المنخفضة، ستحقق تدريجيًا استبدال EEL، شريحة Changguang المحلية هواكسين، بشرت Zonghui Xinguang في فرص التنمية.

2) جهاز الاستقبال: نظرًا لأن مسار 905 نانومتر يحتاج إلى زيادة مسافة الكشف، فمن المتوقع أن يصبح SiPM وSPAD اتجاهًا رئيسيًا. سيستمر 1550 نانومتر في استخدام APD، وستكون عتبة المنتجات ذات الصلة مرتفعة نسبيًا. حاليًا، تحتكرها بشكل أساسي شركات Sony وHamamatsu وON Semiconductor. من المتوقع أن تأخذ Citrix الأساسية 1550 نانومتر وNanjing Core Vision وLingming Photonics 905 نانومتر زمام المبادرة في الاختراق.

3) نهاية المعايرة: أشباه الموصلاتيحتوي الليزر على تجويف مرنان صغير وجودة موضعية رديئة. من أجل تلبية معيار الليدار، يجب محاذاة المحاور السريعة والبطيئة للمعايرة البصرية، ويحتاج حل مصدر ضوء الخط إلى التجانس. تبلغ قيمة الليدار الواحد مئات اليوانات.

4) TEC: نظرًا لأن Osram قد نجح في حل انحراف درجة حرارة EEL، فإن VCSEL يتمتع بشكل طبيعي بخصائص انجراف درجة حرارة منخفضة، لذلك لم يعد جهاز Lidar بحاجة إلى TEC.

5) نهاية المسح: الحاجز الرئيسي للمرآة الدوارة هو التحكم في التوقيت، وعملية MEMS صعبة نسبيًا. Xijing Technology هي أول من حقق الإنتاج الضخم.

4. بحر النجوم في ظل إحلال المنتجات المحلية

إن توطين الليدار ليس فقط لتحقيق الاستبدال المحلي والاستقلال التكنولوجي لمنع الدول الغربية من التعثر، ولكنه أيضًا عامل مهم وهو تقليل التكاليف.

السعر المعقول هو موضوع لا مفر منه، ومع ذلك، فإن سعر الليدار ليس منخفضًا، حيث تبلغ تكلفة تركيب جهاز ليدار واحد في السيارة حوالي 10000 دولار أمريكي.

لقد كانت التكلفة العالية لليدار دائمًا هي الظل المتبقي لها، خاصة بالنسبة لحلول الليدار الأكثر تقدمًا، حيث أن التكلفة هي العائق الأكبر بشكل أساسي؛ تعتبر تقنية الليدار تقنية باهظة الثمن من قبل الصناعة، وقد صرح تسلا بصراحة أن انتقاد الليدار مكلف.

يتطلع مصنعو أجهزة الليدار دائمًا إلى خفض التكاليف، ومع تطور التكنولوجيا، تصبح مُثُلهم تدريجيًا حقيقة واقعة.لا يتمتع جهاز Lidar التكبير/التصغير الذكي من الجيل الثاني بأداء فائق فحسب، بل يقلل أيضًا من التكلفة بمقدار الثلثين مقارنة بالجيل الأول، كما أنه أصغر حجمًا.وفقًا لتوقعات الصناعة، بحلول عام 2025، قد يصل متوسط ​​سعر أنظمة الليدار الأجنبية المتقدمة إلى حوالي 700 دولار لكل منها.

اتجاه التطوير الحالي لصناعة الليدار هو أن المستوى الفني أصبح أكثر نضجًا يومًا بعد يوم، ويقترب التوطين تدريجيًا.لقد مر توطين LiDAR بعدة مراحل. أولاً، كانت تسيطر عليها الشركات الأجنبية. وفي وقت لاحق، بدأت الشركات المحلية وزادت وزنها. والآن، أصبحت الهيمنة تقترب تدريجياً من الشركات المحلية.

في السنوات الأخيرة، ظهرت موجة القيادة الذاتية، ودخل مصنعو الليدار المحليون السوق تدريجيًا. أصبحت منتجات الليدار الصناعية المحلية ذات شعبية تدريجية. في السيارات الكهربائية الذكية المحلية، ظهرت شركات الليدار المحلية واحدة تلو الأخرى.

وفقًا للمعلومات، من المفترض أن يكون هناك 20 أو 30 شركة رادار محلية، مثل Sagitar Juchuang، وHesai Technology، وBeike Tianhui، وLeishen Intelligence، وما إلى ذلك، بالإضافة إلى عمالقة الأجهزة الإلكترونية مثل DJI وHuawei، بالإضافة إلى عمالقة قطع غيار السيارات التقليدية. .

في الوقت الحاضر، فإن المزايا السعرية لمنتجات الليدار التي أطلقتها الشركات المصنعة الصينية مثل Hesai وDJI وSagitar Juchuang واضحة، مما يكسر المكانة الرائدة للدول المتقدمة مثل الولايات المتحدة في هذا المجال.هناك أيضًا شركات مثل Focuslight Technology، وHan's Laser، وGuangku Technology، وLuowei Technology، وHesai Technology، وZhongji Innolight، وKongwei Laser، وJuxing Technology. الخبرة العملية والتصنيعية تدفع الابتكار في تقنية الليدار.

في الوقت الحاضر، يمكن تقسيمها إلى مدرستين، إحداهما تعمل على تطوير الليدار الميكانيكي، والأخرى تقوم بتأمين منتجات الليدار ذات الحالة الصلبة مباشرة.وفي مجال القيادة الذاتية عالية السرعة، تتمتع Hesai بحصة سوقية عالية نسبيًا؛ وفي مجال القيادة الذاتية منخفضة السرعة، تعد شركة Sagitar Juchuang هي الشركة المصنعة الرئيسية.

ومن منظور منبع ونهاية السلسلة الصناعية بأكملها، قامت بلادي بإنشاء عدد من المؤسسات القوية وشكلت سلسلة صناعية كاملة بشكل أساسي.بعد سنوات من الاستثمار المستمر وتراكم الخبرة، بذلت شركات الرادار المحلية جهودًا متعمقة في قطاعات السوق الخاصة بها، مما قدم نمطًا سوقيًا من الزهور المتفتحة.

الإنتاج الضخم هو مؤشر مهم للنضج. ومع الدخول في الإنتاج الضخم، ينخفض ​​السعر أيضًا بشكل حاد. أعلنت شركة DJI في أغسطس 2020 أنها حققت إنتاجًا وتوريدًا ضخمًا لجهاز Lidar للقيادة الذاتية للسيارات، وانخفض السعر إلى مستوى الألف يوان. ; وستقوم شركة هواوي في عام 2016 بإجراء بحث مسبق حول تقنية ليدار، وللتحقق من النموذج الأولي في عام 2017، وتحقيق الإنتاج الضخم في عام 2020.

بالمقارنة مع الرادارات المستوردة، تتمتع الشركات المحلية بمزايا من حيث توقيت التوريد، وتخصيص الوظائف، والتعاون في الخدمة، وعقلانية القنوات.

تكلفة شراء الليدار المستورد مرتفعة نسبيًا. ولذلك، فإن التكلفة المنخفضة لليدار المحلي هي المفتاح لاحتلال السوق وقوة دافعة مهمة للاستبدال المحلي. وبطبيعة الحال، لا تزال العديد من المشاكل العملية مثل مساحة خفض التكلفة ونضج الإنتاج الضخم موجودة في الصين. لا يزال يتعين على الشركات مواجهة العديد من التحديات.

منذ نشأتها، أظهرت صناعة الليدار الخصائص المتميزة ذات المستوى التقني العالي.باعتبارها تقنية ناشئة تحظى بشعبية كبيرة في السنوات الأخيرة، تواجه تقنية الليدار في الواقع حواجز تقنية كبيرة.لا تمثل التكنولوجيا تحديًا للشركات التي ترغب في دخول السوق فحسب، بل تمثل أيضًا تحديًا للشركات التي تعمل فيه منذ سنوات عديدة.

في الوقت الحاضر، بالنسبة للاستبدال المحلي، نظرًا لأن رقائق الليدار، وخاصة المكونات المطلوبة لمعالجة الإشارات، تعتمد بشكل أساسي على الواردات، فقد أدى ذلك إلى رفع تكلفة إنتاج الليدار المحلي إلى حد ما. يبذل مشروع الرقبة العالقة قصارى جهده لمعالجة المشكلة.

بالإضافة إلى العوامل الفنية الخاصة بها، تحتاج شركات الرادار المحلية أيضًا إلى تنمية قدرات شاملة، بما في ذلك أنظمة البحث والتطوير التكنولوجي وسلاسل التوريد المستقرة وقدرات الإنتاج الضخم، وخاصة قدرات ضمان الجودة بعد البيع.

في ظل فرصة "صنع في الصين 2025"، تمكنت الشركات المصنعة المحلية من اللحاق بالركب في السنوات الأخيرة وحققت العديد من الإنجازات.في الوقت الحاضر، يأتي التوطين في فترة تكون فيها الفرص والتحديات واضحة بشكل خاص، وهي المرحلة الأساسية لاستبدال واردات الليدار.

رابعا، تطبيق الهبوط هو الكلمة الأخيرة

ليس من قبيل المبالغة القول إن تطبيق ليدار قد بدأ فترة صعود، ويأتي نشاطه الرئيسي بشكل رئيسي من أربعة أسواق رئيسية، وهي الأتمتة الصناعيةوالبنية التحتية الذكية والروبوتات والسيارات.

هناك زخم قوي في مجال القيادة الذاتية، وسيستفيد سوق الليدار للسيارات من تغلغل القيادة الذاتية عالية المستوى وسيحافظ على النمو السريع.اعتمدت العديد من شركات السيارات حلول الليدار، واتخذت الخطوة الأولى نحو القيادة الذاتية على المستوىين الثالث والرابع.

سيكون عام 2022 هو الفترة الانتقالية من L2 إلى L3/L4. بصفته المستشعر الرئيسي الأساسي لتكنولوجيا القيادة الذاتية، لعب ليدار دورًا متزايد الأهمية في المجالات ذات الصلة في السنوات الأخيرة. ومن المتوقع أنه اعتبارًا من عام 2023، سيدخل مسار ليدار السيارة في فترة نمو سريع ومستمر.

وفقًا لتقرير بحثي للأوراق المالية، في عام 2022، ستتجاوز تركيبات ليدار سيارات الركاب في الصين 80 ألف وحدة. ومن المتوقع أن تصل مساحة سوق الليدار في مجال سيارات الركاب في بلدي إلى 26.1 مليار يوان في عام 2025 و98 مليار يوان بحلول عام 2030.لقد دخلت مركبات ليدار فترة من الطلب الهائل، وآفاق السوق واسعة جدًا.

أصبحت الطائرات بدون طيار اتجاهًا سائدًا في السنوات الأخيرة، ولا يمكن فصل الطائرات بدون طيار عن أعين الحكمة - نظام الملاحة.يعد نظام الملاحة بالليزر ناضجًا نسبيًا من حيث التكنولوجيا وهبوط المنتج، وله نطاق دقيق، ويمكن أن يعمل بثبات في معظم البيئات، خاصة في الليل المظلم. يمكنه أيضًا الحفاظ على الكشف الدقيق. إنها حاليًا طريقة تحديد المواقع والملاحة الأكثر استقرارًا وانتشارًا.باختصار، من حيث التطبيق، فإن مبدأ الملاحة بالليزر بسيط والتكنولوجيا ناضجة.

وقد توغلت بدون طيار في مجالات البناء والتعدين والقضاء على المخاطر والخدمات والزراعة واستكشاف الفضاء والتطبيقات العسكرية. لقد أصبح Lidar طريقة تنقل شائعة في هذه البيئة.

بدءًا من عام 2019، تم تطبيق المزيد والمزيد من الرادارات المحلية في المشاريع الفعلية للعملاء، بدلاً من مجرد اختبار النموذج الأولي في ورشة العمل.يعد عام 2019 نقطة تحول حاسمة بالنسبة لشركات الليدار المحلية. دخلت تطبيقات السوق تدريجيًا في حالات المشروع الفعلية، مما أدى إلى توسيع سيناريوهات التطبيق ونطاقه الأوسع، والبحث عن أسواق متنوعة، وأصبح خيارًا شائعًا للشركات. .

ينتشر تطبيق الليدار تدريجيًا، بما في ذلك صناعة السيارات بدون سائق، وروبوت الخدمةالصناعة، وصناعة إنترنت المركبات، والنقل الذكي، والمدينة الذكية. يمكن أيضًا للجمع بين تقنية الليدار والطائرات بدون طيار رسم خرائط للمحيطات والقمم الجليدية والغابات.

تعتبر الطائرات بدون طيار أهم سمة للخدمات اللوجستية الذكية. في مجال نقل وتوزيع الخدمات اللوجستية الذكية، سيتم تطبيق عدد كبير من التقنيات غير المأهولة - الروبوتات اللوجستية المتنقلة والمركبات السريعة غير المأهولة، والتي يعد المكون الأساسي الرئيسي لها هو الليدار.

وفي مجال الخدمات اللوجستية الذكية، يتزايد أيضًا نطاق تطبيق الليدار يومًا بعد يوم. سواء كان الأمر يتعلق بالمناولة إلى التخزين أو الخدمات اللوجستية، يمكن تغطية ليدار بالكامل وتوسيع نطاقه ليشمل الموانئ الذكية والنقل الذكي والأمن الذكي والخدمات الذكية والحوكمة الذكية الحضرية.

في السيناريوهات اللوجستية مثل الموانئ، يمكن أن يضمن نظام Lidar دقة التقاط البضائع وتقليل صعوبة عمليات الأفراد.فيما يتعلق بالنقل، يمكن أن يساعد نظام الليدار في اكتشاف بوابات تحصيل الرسوم عالية السرعة والتأكد من تلبية المركبات المارة للمتطلبات.فيما يتعلق بالأمن، يمكن أن يصبح الليدار عيونًا لمختلف معدات المراقبة الأمنية.

في مجال التصنيع الصناعي، يتم تسليط الضوء باستمرار على قيمة الليدار. في خط الإنتاج، يمكنها إطلاق دور مراقبة المواد وضمان التشغيل التلقائي.

Lidar (اكتشاف الضوء وتحديد المدى) هي تقنية بصرية للاستشعار عن بعد والتي تظهر بشكل متزايد كبديل فعال من حيث التكلفة لتقنيات المسح التقليدية مثل المسح المساحي.في السنوات الأخيرة، غالبًا ما ظهرت تقنية الليدار والطائرات بدون طيار في مجالات تطبيقية مختلفة على شكل قبضة مدمجة، وغالبًا ما تنتج تأثير 1+1>2.

يتحسن المسار الفني لليدار باستمرار. لا توجد بنية ليدار عامة يمكنها تلبية احتياجات جميع التطبيقات المختلفة. العديد من التطبيقات المختلفة لها عوامل شكل مختلفة، ومجالات الرؤية، ودقة النطاق، واستهلاك الطاقة والتكلفة. يتطلب.

يتمتع جهاز Lidar بمزاياه، ولكن كيفية تعظيم المزايا تتطلب دعمًا فنيًا. يستطيع ليدار التكبير/التصغير الذكي إنشاء صور مجسمة ثلاثية الأبعاد، مما يحل بشكل مثالي السيناريوهات المتطرفة مثل الإضاءة الخلفية لخطوط الرؤية وصعوبة تحديد الأشياء غير المنتظمة.ومع تطور التكنولوجيا، سوف يلعب الليدار دوره في العديد من مجالات التطبيقات غير المتوقعة، ليجلب لنا المزيد من المفاجآت.

في عصرنا هذا، حيث التكلفة هي الملك، لم تكن الرادارات ذات الأسعار المرتفعة هي الخيار الأمثل للسوق السائدة على الإطلاق. خاصة في تطبيق القيادة الذاتية L3، لا تزال التكلفة العالية للرادارات الأجنبية أكبر عقبة أمام تنفيذها. ومن الضروري تحقيق استبدال الواردات للرادارات المحلية.

لقد كان Lidar دائمًا ممثلًا لتطوير وتطبيق التقنيات الناشئة. ويرتبط ما إذا كانت التكنولوجيا ناضجة أم لا بتطبيقها وترويج الإنتاج الضخم.التكنولوجيا الناضجة ليست متاحة فقط، ولكنها تتماشى أيضًا مع التكاليف الاقتصادية، وتتكيف مع سيناريوهات مختلفة، وتكون آمنة بدرجة كافية.

بعد عدة سنوات من تراكم التكنولوجيا، تم إطلاق منتجات الليدار الجديدة بشكل مستمر، ومع تقدم التكنولوجيا، أصبحت تطبيقاتها واسعة بشكل متزايد.تتزايد أيضًا سيناريوهات التطبيق، وقد تم تصدير بعض المنتجات إلى الأسواق الرئيسية في أوروبا والولايات المتحدة.

وبطبيعة الحال، تواجه شركات الليدار أيضًا المخاطر التالية: عدم اليقين في الطلب، والوقت الطويل الذي يستغرقه المتبنون لزيادة الإنتاج الضخم، والوقت الأطول الذي يستغرقه الليدار لتوليد إيرادات فعلية كمورد.

ستعمل الشركات المحلية التي تراكمت في مجال الليدار لسنوات عديدة بعمق في قطاعات السوق الخاصة بها، ولكن إذا أرادت احتلال المزيد من حصص السوق، فيجب عليها الجمع بين تراكم التكنولوجيا الخاصة بها، والتعمق في التقنيات الأساسية، والتطوير والتحسين منتجات. الجودة والاستقرار تعمل بجد.