Was ist Lidar und wie funktioniert Lidar?

　　1. Was ist Lidar?

Verschiedene Automobilhersteller legen Wert auf Lidar. Daher müssen wir zunächst verstehen, was Lidar ist.

LIDAR – Lidar, ist ein Sensor,Das sogenannte „Auge eines Roboters“ ist ein wichtiger Sensor, der Laser-, GPS-Ortungs- und Trägheitsmessgeräte integriert. Die Methode, die die erforderliche Zeit zur Entfernungsmessung zurückgibt, ähnelt im Prinzip dem Radar, außer dass Laser anstelle von Radiowellen verwendet werden.Man kann sagen, dass Lidar eine der wichtigen Hardwarekonfigurationen ist, die Autos dabei helfen, intelligente Fahrassistenzfunktionen auf hohem Niveau zu erreichen.

2. Wie funktioniert Lidar?

Lassen Sie uns als Nächstes darüber sprechen, wie Lidar funktioniert.

Zunächst müssen wir klarstellen, dass Lidar nicht unabhängig arbeitet und im Allgemeinen aus drei Hauptmodulen besteht: Lasersender, Empfänger sowie Trägheitspositionierung und -navigation.Wenn das Lidar arbeitet, sendet es Laserlicht aus. Nach dem Auftreffen auf ein Objekt wird das Laserlicht zurückgebrochen und vom CMOS-Sensor empfangen, wodurch die Entfernung vom Körper zum Hindernis gemessen wird.Grundsätzlich gilt: Solange Sie die Lichtgeschwindigkeit und die Zeit von der Emission bis zur CMOS-Wahrnehmung kennen müssen, können Sie die Entfernung des Hindernisses messen. In Kombination mit Echtzeit-GPS, Trägheitsnavigationsinformationen und der Berechnung des Winkels des Laserradars kann das System die Entfernung des vorausliegenden Objekts ermitteln. Koordinatenpeilung und Entfernungsinformationen.

Wenn ein Lidar außerdem mehrere Laser in einem festgelegten Winkel im selben Raum aussenden kann, kann er basierend auf Hindernissen mehrere reflektierte Signale erhalten.In Kombination mit dem Zeitbereich, dem Laserabtastwinkel, der GPS-Position und den INS-Informationen werden diese Informationen nach der Datenverarbeitung mit x-, y- und z-Koordinaten kombiniert, um ein dreidimensionales Signal mit Entfernungsinformationen, räumlichen Positionsinformationen usw. zu erhalten Mithilfe der Algorithmen kann das System verschiedene verwandte Parameter wie Linien, Flächen und Volumina ermitteln und so eine dreidimensionale Punktwolkenkarte erstellen und eine Umgebungskarte zeichnen, die zu den „Augen“ des Autos werden kann.

3. Lidar-Industriekette

1) SenderChip: 905-nm-EEL-Chip Die Dominanz von Osram lässt sich nur schwer ändern, aber nachdem VCSEL aufgrund seiner geringen Kosten und der geringen Temperaturdrift das Power-Short-Board durch den Multi-Junction-Prozess gefüllt hat, wird es nach und nach den Ersatz von EEL, dem inländischen Changguang-Chip, realisieren Huaxin und Zonghui Xinguang eröffneten Entwicklungsmöglichkeiten.

2) Empfänger: Da die 905-nm-Route den Erkennungsabstand erhöhen muss, wird erwartet, dass SiPM und SPAD zu einem wichtigen Trend werden. 1550 nm wird weiterhin APD verwenden, und der Schwellenwert für verwandte Produkte ist relativ hoch. Derzeit wird es hauptsächlich von Sony, Hamamatsu und ON Semiconductor monopolisiert. Der 1550-nm-Kern Citrix und der 905-nm-Nanjing-Kern Vision und Lingming Photonics werden voraussichtlich die Führung beim Durchbruch übernehmen.

3) Ende der Kalibrierung: Der HalbleiterDer Laser hat einen kleinen Resonatorhohlraum und eine schlechte Punktqualität. Um den Lidar-Standard zu erfüllen, müssen die schnellen und langsamen Achsen für die optische Kalibrierung ausgerichtet und die Linienlichtquellenlösung homogenisiert werden. Der Wert eines einzelnen Lidar beträgt Hunderte von Yuan.

4) TEC: Da Osram die Temperaturdrift von EEL gelöst hat, weist VCSEL von Natur aus eine geringe Temperaturdrift auf, sodass Lidar keinen TEC mehr benötigt.

5) Scanende: Das Haupthindernis des rotierenden Spiegels ist die Zeitsteuerung, und der MEMS-Prozess ist relativ schwierig. Xijing Technology ist das erste Unternehmen, das die Massenproduktion erreicht hat.

4. Das Sternenmeer unter der Ablösung einheimischer Produkte

Die Lokalisierung von Lidar dient nicht nur dazu, inländische Substitution und technologische Unabhängigkeit zu erreichen, um zu verhindern, dass westliche Länder stecken bleiben, sondern auch ein wichtiger Faktor ist die Kostensenkung.

Erschwinglicher Preis ist ein unumgängliches Thema, allerdings ist der Preis von Lidar nicht niedrig, die Kosten für den Einbau eines einzelnen Lidar-Geräts in ein Auto belaufen sich auf etwa 10.000 US-Dollar.

Die hohen Kosten von Lidar waren schon immer sein Schatten, insbesondere bei fortschrittlicheren Lidar-Lösungen sind die größten Einschränkungen vor allem die Kosten; Lidar gilt in der Branche als teure Technologie, und Tesla erklärte unverblümt, dass Kritik an Lidar teuer sei.

Lidar-Hersteller sind stets auf der Suche nach Kostensenkungen, und mit der Weiterentwicklung der Technologie werden ihre Ideale nach und nach Wirklichkeit.Der intelligente Zoom-Lidar der zweiten Generation bietet nicht nur eine überlegene Leistung, sondern reduziert auch die Kosten im Vergleich zur ersten Generation um zwei Drittel und ist kleiner.Branchenprognosen zufolge könnte der Durchschnittspreis ausländischer fortschrittlicher Lidar-Systeme bis 2025 etwa 700 US-Dollar pro Stück erreichen.

Der aktuelle Entwicklungstrend der Lidar-Industrie besteht darin, dass das technische Niveau von Tag zu Tag ausgereifter wird und die Lokalisierung allmählich näher rückt.Die Lokalisierung von LiDAR hat mehrere Phasen durchlaufen. Erstens wurde es von ausländischen Unternehmen dominiert. Später starteten inländische Unternehmen und erhöhten ihr Gewicht. Mittlerweile rückt die Dominanz zunehmend in Richtung inländischer Unternehmen.

In den letzten Jahren ist die Welle des autonomen Fahrens entstanden und lokale Lidar-Hersteller sind nach und nach in den Markt eingestiegen. Inländische Lidar-Produkte in Industriequalität erfreuen sich nach und nach großer Beliebtheit. Bei inländischen intelligenten Elektrofahrzeugen sind nach und nach lokale Lidar-Unternehmen aufgetaucht.

Den Informationen zufolge soll es 20 bis 30 inländische Radarunternehmen wie Sagitar Juchuang, Hesai Technology, Beike Tianhui, Leishen Intelligence usw. sowie Elektronik-Hardware-Giganten wie DJI und Huawei sowie traditionelle Autoteile-Giganten geben .

Derzeit sind die Preisvorteile von Lidar-Produkten chinesischer Hersteller wie Hesai, DJI und Sagitar Juchuang offensichtlich und brechen die führende Position von Industrieländern wie den Vereinigten Staaten in diesem Bereich.Es gibt auch Unternehmen wie Focuslight Technology, Han's Laser, Guangku Technology, Luowei Technology, Hesai Technology, Zhongji Innolight, Kongwei Laser und Juxing Technology. Prozess- und Fertigungserfahrung treiben Innovationen im Lidar-Bereich voran.

Derzeit kann es in zwei Schulen unterteilt werden: Die eine entwickelt mechanisches Lidar und die andere die direkte Verriegelung von Festkörper-Lidar-Produkten.Im Bereich des autonomen Hochgeschwindigkeitsfahrens hat Hesai einen relativ hohen Marktanteil; Im Bereich des autonomen Fahrens bei niedriger Geschwindigkeit ist Sagitar Juchuang der Haupthersteller.

Aus der Perspektive der vor- und nachgelagerten Bereiche der gesamten Industriekette hat mein Land eine Reihe mächtiger Unternehmen hervorgebracht und eine im Wesentlichen vollständige Industriekette gebildet.Nach Jahren hartnäckiger Investitionen und der Anhäufung von Erfahrungen haben inländische Radarunternehmen in ihren jeweiligen Marktsegmenten umfassende Anstrengungen unternommen und ein Marktmuster voller blühender Blumen präsentiert.

Massenproduktion ist ein wichtiger Indikator für die Reife. Mit dem Einstieg in die Massenproduktion sinkt auch der Preis stark. DJI gab im August 2020 bekannt, dass es die Massenproduktion und Lieferung von Lidar für autonomes Fahren im Automobilbereich erreicht hat und der Preis auf die Tausend-Yuan-Marke gesunken ist. ; Und Huawei wird 2016 Voruntersuchungen zur Lidar-Technologie durchführen, 2017 eine Prototypenverifizierung durchführen und 2020 die Massenproduktion erreichen.

Im Vergleich zu importierten Radargeräten haben inländische Unternehmen Vorteile hinsichtlich der Pünktlichkeit der Lieferung, der Anpassung der Funktionen, der Servicekooperation und der Rationalität der Kanäle.

Die Beschaffungskosten für importiertes Lidar sind relativ hoch. Daher sind die niedrigen Kosten für inländisches Lidar der Schlüssel zur Marktbesetzung und eine wichtige treibende Kraft für den inländischen Ersatz. Natürlich gibt es in China immer noch viele praktische Probleme wie Kostenreduzierung, Platzbedarf und Reife der Massenproduktion. Unternehmen müssen sich noch vielen Herausforderungen stellen.

Seit ihrer Gründung hat die Lidar-Industrie die herausragenden Eigenschaften eines hohen technischen Niveaus gezeigt.Als aufstrebende Technologie mit großer Beliebtheit in den letzten Jahren weist die Lidar-Technologie tatsächlich große technische Hindernisse auf.Technologie ist nicht nur eine Herausforderung für Unternehmen, die in den Markt einsteigen möchten, sondern auch eine Herausforderung für Unternehmen, die bereits seit vielen Jahren auf dem Markt tätig sind.

Da Lidar-Chips, insbesondere die für die Signalverarbeitung erforderlichen Komponenten, derzeit hauptsächlich auf Importe angewiesen sind, sind die Produktionskosten inländischer Lidar-Chips bis zu einem gewissen Grad gestiegen. Das Stuck-Neck-Projekt setzt alles daran, das Problem anzugehen.

Zusätzlich zu ihren eigenen technischen Faktoren müssen inländische Radarunternehmen auch umfassende Fähigkeiten entwickeln, darunter Technologieforschungs- und -entwicklungssysteme, stabile Lieferketten und Massenproduktionsfähigkeiten, insbesondere Fähigkeiten zur Qualitätssicherung nach dem Verkauf.

Unter der Chance von „Made in China 2025“ haben inländische Hersteller in den letzten Jahren aufgeholt und viele Durchbrüche erzielt.Derzeit befindet sich die Lokalisierung in einer Zeit, in der Chancen und Herausforderungen besonders klar sind, und sie ist die Grundphase der Lidar-Importsubstitution.

Viertens ist die Landeanwendung das letzte Wort

Es ist keine Übertreibung zu sagen, dass die Anwendung von Lidar eine Aufschwungphase eingeläutet hat und das Hauptgeschäft hauptsächlich aus vier großen Märkten stammt, nämlich der industriellen Automatisierung, intelligente Infrastruktur, Roboter und Automobile.

Im Bereich des autonomen Fahrens herrscht eine starke Dynamik, und der Automobil-Lidar-Markt wird von der Durchdringung des autonomen Fahrens auf hohem Niveau profitieren und weiterhin schnell wachsen.Viele Automobilhersteller haben Lidar-Lösungen eingeführt und damit den ersten Schritt in Richtung autonomes Fahren der Stufen L3 und L4 gemacht.

2022 wird zum Übergangsfenster von L2 zu L3/L4. Als zentraler Schlüsselsensor der autonomen Fahrtechnologie hat Lidar in den letzten Jahren in verwandten Bereichen eine immer wichtigere Rolle gespielt. Es wird erwartet, dass die Fahrzeug-Lidar-Strecke ab 2023 in eine kontinuierliche Wachstumsphase eintreten wird.

Einem Wertpapierforschungsbericht zufolge werden Chinas Lidar-Installationen für Pkw im Jahr 2022 die Marke von 80.000 Einheiten überschreiten. Es wird erwartet, dass der Lidar-Marktplatz im Pkw-Bereich meines Landes im Jahr 2025 26,1 Milliarden Yuan und im Jahr 2030 98 Milliarden Yuan erreichen wird.Fahrzeug-Lidar ist in eine Phase explosiver Nachfrage eingetreten, und die Marktaussichten sind sehr breit.

Unbemannt ist in den letzten Jahren ein Trend und unbemannt ist untrennbar mit den Augen der Weisheit verbunden – dem Navigationssystem.Die Lasernavigation ist in Bezug auf Technologie und Produktlandung relativ ausgereift, verfügt über eine genaue Entfernungsmessung und kann in den meisten Umgebungen, insbesondere in der dunklen Nacht, stabil funktionieren. Es kann auch eine genaue Erkennung aufrechterhalten. Es ist derzeit die stabilste und gängigste Positionierungs- und Navigationsmethode.Kurzum: Was die Anwendung betrifft, ist das Prinzip der Lasernavigation einfach und die Technologie ausgereift.

Unbemannt ist es in die Bereiche Bauwesen, Bergbau, Risikobeseitigung, Service, Landwirtschaft, Weltraumforschung und militärische Anwendungen vorgedrungen. Lidar hat sich in dieser Umgebung zu einer gängigen Navigationsmethode entwickelt.

Ab 2019 werden immer mehr inländische Radare in den tatsächlichen Projekten der Kunden eingesetzt und nicht nur bei Prototypentests in der Werkstatt.2019 ist ein entscheidender Wendepunkt für inländische Lidar-Unternehmen. Marktanwendungen sind nach und nach in tatsächliche Projektfälle eingegangen, haben breitere Anwendungsszenarien und -bereiche erweitert, diversifizierte Märkte angestrebt und sind für Unternehmen zu einer gängigen Wahl geworden. .

Die Anwendung von Lidar verbreitet sich nach und nach, auch in der fahrerlosen Industrie, dem ServiceroboterIndustrie, die Internet-of-Vehicles-Industrie, der intelligente Transport und die Smart City. Durch die Kombination von Lidar und Drohnen können auch Karten von Ozeanen, Eiskappen und Wäldern erstellt werden.

Unbemanntheit ist das wichtigste Merkmal einer intelligenten Logistik. Beim Transport und der Verteilung intelligenter Logistik kommen zahlreiche unbemannte Technologien zum Einsatz – mobile Logistikroboter und unbemannte Expressfahrzeuge, deren wichtigster Kernbestandteil Lidar ist.

Auch im Bereich der intelligenten Logistik nimmt der Anwendungsbereich von Lidar von Tag zu Tag zu. Ob von der Handhabung über die Lagerhaltung bis hin zur Logistik: Lidar kann vollständig abgedeckt und auf intelligente Häfen, intelligenten Transport, intelligente Sicherheit, intelligente Dienste und urbane Smart Governance ausgeweitet werden.

In Logistikszenarien wie Häfen kann Lidar die Genauigkeit der Frachterfassung sicherstellen und die Schwierigkeit des Personalbetriebs verringern.Im Transportbereich kann Lidar bei der Erkennung von Hochgeschwindigkeits-Mautstellen helfen und sicherstellen, dass vorbeifahrende Fahrzeuge den Anforderungen entsprechen.Im Hinblick auf die Sicherheit kann Lidar zum Auge verschiedener Sicherheitsüberwachungsgeräte werden.

Im Bereich der industriellen Fertigung wird der Wert von Lidar immer wieder betont. In der Produktionslinie kann es die Rolle der Materialüberwachung freigeben und den automatischen Betrieb sicherstellen.

Lidar (Light Detection and Ranging) ist eine optische Fernerkundungstechnologie, die sich zunehmend als kostengünstige Alternative zu herkömmlichen Vermessungstechniken wie der Photogrammetrie entwickelt.In den letzten Jahren sind Lidar und Drohnen in verschiedenen Anwendungsbereichen häufig in Form einer kombinierten Faust aufgetaucht, die häufig den Effekt von 1+1>2 erzeugt.

Der technische Weg von Lidar wird ständig verbessert. Es gibt keine allgemeine Lidar-Architektur, die die Anforderungen aller unterschiedlichen Anwendungen erfüllen kann. Viele verschiedene Anwendungen haben unterschiedliche Formfaktoren, Sichtfelder, Reichweitenauflösung, Stromverbrauch und Kosten. Erfordern.

Lidar hat seine Vorteile, aber um die Vorteile zu maximieren, ist technische Unterstützung erforderlich. Intelligentes Zoom-Lidar kann dreidimensionale Stereobilder erstellen und so extreme Szenarien wie Hintergrundbeleuchtung von Sichtlinien und Schwierigkeiten bei der Identifizierung unregelmäßiger Objekte perfekt lösen.Mit der Entwicklung der Technologie wird Lidar in vielen unerwarteten Anwendungsbereichen eine Rolle spielen und uns weitere Überraschungen bereiten.

In der heutigen Zeit, in der die Kosten im Vordergrund stehen, waren hochpreisige Radargeräte nie die erste Wahl des Mainstream-Marktes. Insbesondere bei der Anwendung des autonomen L3-Fahrens sind die hohen Kosten ausländischer Radargeräte immer noch das größte Hindernis für die Implementierung. Es ist unbedingt erforderlich, eine Importsubstitution für inländische Radargeräte zu realisieren.

Lidar steht seit jeher stellvertretend für die Entwicklung und Anwendung neuer Technologien. Ob die Technologie ausgereift ist oder nicht, hängt von ihrer Anwendung und der Förderung der Massenproduktion ab.Ausgereifte Technologie ist nicht nur verfügbar, sondern auch im Einklang mit den wirtschaftlichen Kosten, passt sich an verschiedene Szenarien an und ist sicher genug.

Nach mehreren Jahren der Technologieakkumulation wurden kontinuierlich neue Lidar-Produkte auf den Markt gebracht, und mit der Weiterentwicklung der Technologie wurden ihre Anwendungen immer breiter.Auch die Anwendungsszenarien nehmen zu und einige Produkte wurden in wichtige Märkte in Europa und den Vereinigten Staaten exportiert.

Natürlich sind Lidar-Unternehmen auch mit den folgenden Risiken konfrontiert: Unsicherheit in der Nachfrage, lange Anlaufzeit für Anwender, um die Massenproduktion hochzufahren, und längere Zeit, bis Lidar als Lieferant tatsächlich Umsatz generiert.

Inländische Unternehmen, die sich seit vielen Jahren im Lidar-Bereich angesiedelt haben, werden intensiv in ihren jeweiligen Marktsegmenten arbeiten. Wenn sie jedoch mehr Marktanteile erobern möchten, müssen sie ihre eigene Technologieakkumulation bündeln, tief in die Kerntechnologien eintauchen und diese weiterentwickeln und verbessern Produkte. Qualität und Stabilität arbeiten hart.