Mikä on lidar ja miten lidar toimii?

　　1. Mikä Lidar on?

Eri autoyhtiöt korostavat lidaria, joten meidän on ensin ymmärrettävä, mikä on lidar?

LIDAR – Lidar, on anturi,"Robotin silmänä" tunnetaan tärkeä sensori, joka yhdistää laser-, GPS-paikannus- ja inertiamittauslaitteet. Menetelmä, joka palauttaa vaaditun ajan etäisyyden mittaamiseen, on periaatteessa samanlainen kuin tutka, paitsi että radioaaltojen sijasta käytetään lasereita.Voidaan sanoa, että lidar on yksi tärkeimmistä laitteistokokoonpanoista, jotka auttavat autoja saavuttamaan korkean tason älykkäitä avustavia ajotoimintoja.

2. Miten lidar toimii?

Seuraavaksi puhutaan siitä, kuinka lidar toimii.

Ensinnäkin meidän on tehtävä selväksi, että lidar ei toimi itsenäisesti, ja se koostuu yleensä kolmesta päämoduulista: laserlähettimestä, vastaanottimesta sekä inertiapaikannuksen ja -navigoinnin.Kun lidar toimii, se lähettää laservaloa. Kohdattuaan esineen laservalo taittuu takaisin ja CMOS-anturi vastaanottaa sen, mikä mittaa etäisyyden kehosta esteeseen.Periaatteessa niin kauan kuin sinun on tiedettävä valon nopeus ja aika säteilystä CMOS-havaintoon, voit mitata esteen etäisyyden. Yhdessä reaaliaikaisen GPS:n, inertianavigointitietojen ja lasertutkan kulman laskennan kanssa järjestelmä voi saada etäisyyden edellä olevaan kohteeseen. Koordinoi suuntima- ja etäisyystiedot.

Seuraavaksi, jos lidar voi lähettää useita lasereita tietyssä kulmassa samassa tilassa, se voi saada useita heijastuneita signaaleja esteiden perusteella.Yhdessä aikavälin, laserskannauskulman, GPS-paikan ja INS-tietojen kanssa tietojen käsittelyn jälkeen nämä tiedot yhdistetään x-, y-, z-koordinaatteihin, jotta niistä tulee kolmiulotteinen signaali, jossa on etäisyystietoja, spatiaalisia sijaintitietoja jne. algoritmien avulla järjestelmä voi saada erilaisia ​​toisiinsa liittyviä parametreja, kuten viivoja, pintoja ja tilavuuksia, muodostaen näin kolmiulotteisen pistepilvikartan ja piirtäen ympäristökartan, josta voi tulla auton "silmät".

3. Lidar-teollisuusketju

1) Lähetinsiru: 905 nm EEL-siru Osramin määräävää asemaa on vaikea muuttaa, mutta kun VCSEL on täyttänyt tehooikosulkukortin moniliitosprosessin kautta alhaisten kustannustensa ja alhaisen lämpötilan ajoominaisuuksien vuoksi, se toteuttaa vähitellen EEL:n, kotimaisen Changguang-sirun vaihtamisen. Huaxin , Zonghui Xinguang ohjattiin kehitysmahdollisuuksia .

2) Vastaanotin: Koska 905 nm:n reitin on lisättävä havaitsemisetäisyyttä, on odotettavissa, että SiPM:stä ja SPAD:sta tulee suuri trendi. 1550 nm jatkaa APD:n käyttöä, ja kynnys siihen liittyville tuotteille on suhteellisen korkea. Tällä hetkellä sen monopolisoivat pääasiassa Sony, Hamamatsu ja ON Semiconductor. 1550 nm:n ytimen Citrixin ja 905 nm:n Nanjing Core Visionin ja Lingming Photonicsin odotetaan ottavan johtoaseman läpimurtossa.

3) Kalibrointipää: Puolijohdelaserilla on pieni resonaattoriontelo ja huono pisteen laatu. Lidar-standardin täyttämiseksi nopeat ja hitaat akselit on kohdistettava optista kalibrointia varten ja viivavalonlähderatkaisu on homogenisoitava. Yhden lidarin arvo on satoja juaneja.

4) TEC: Koska Osram on ratkaissut EEL:n lämpötilan poikkeaman, VCSELillä on luonnollisesti alhaisen lämpötilan ryömintäominaisuudet, joten lidar ei enää tarvitse TEC:tä.

5) Skannauspää: Pyörivän peilin tärkein este on ajoituksen ohjaus, ja MEMS-prosessi on suhteellisen vaikea. Xijing Technology on ensimmäinen, joka saavuttaa massatuotannon.

4. Tähtien meri kotimaisten tuotteiden korvaamisen alla

Lidarin lokalisoinnilla ei pyritä vain saavuttamaan kotimaista korvaamista ja teknologista riippumattomuutta länsimaiden juuttumisen estämiseksi, vaan tärkeä tekijä on myös kustannusten alentaminen.

Edullinen hinta on väistämätön aihe, mutta lidarin hinta ei ole alhainen, yhden lidar-laitteen asentaminen autoon on noin 10 000 dollaria.

Lidarin korkea hinta on aina ollut sen piilevä varjo, etenkin edistyneemmissä lidar-ratkaisuissa suurin rajoite on pääasiassa hinta; Lidaria pidetään teollisuudessa kalliina teknologiana, ja Tesla sanoi suoraan, että lidarin kritisointi on kallista.

Lidar-valmistajat pyrkivät aina alentamaan kustannuksia, ja tekniikan kehittyessä heidän ihanteistaan ​​on vähitellen tulossa todellisuutta.Toisen sukupolven älykkäällä zoom-lidarilla ei ole vain ylivoimaista suorituskykyä, vaan se myös alentaa kustannuksia kahdella kolmasosalla ensimmäiseen sukupolveen verrattuna ja on kooltaan pienempi.Teollisuuden ennusteiden mukaan vuoteen 2025 mennessä ulkomaisten edistyneiden lidar-järjestelmien keskihinta voi nousta noin 700 dollariin kappaleelta.

Lidar-alan tämänhetkinen kehitystrendi on, että tekninen taso kypsyy päivä päivältä ja lokalisointi lähestyy vähitellen.LiDAR:n lokalisointi on käynyt läpi useita vaiheita. Ensinnäkin sitä hallitsivat ulkomaiset yritykset. Myöhemmin kotimaiset yritykset aloittivat ja lisäsivät painoaan. Nyt hallitseva asema on vähitellen siirtymässä lähemmäksi kotimaisia ​​yrityksiä.

Viime vuosina autonomisen ajamisen aalto on ilmaantunut, ja paikalliset lidar-valmistajat ovat vähitellen tulleet markkinoille. Kotimaiset teollisuusluokan lidar-tuotteet ovat vähitellen tulleet suosituiksi. Kotimaisissa älykkäissä sähköajoneuvoissa paikallisia lidar-yrityksiä on ilmestynyt yksi toisensa jälkeen.

Tietojen mukaan kotimaisia ​​tutkayhtiöitä, kuten Sagitar Juchuang, Hesai Technology, Beike Tianhui, Leishen Intelligence jne., sekä elektroniikkalaitteiden jättiläisiä, kuten DJI ja Huawei, sekä perinteisiä autonosien jättiläisiä pitäisi olla tietojen mukaan 20 tai 30. .

Tällä hetkellä kiinalaisten valmistajien, kuten Hesain, DJI:n ja Sagitar Juchuangin, lanseeraamien lidar-tuotteiden hintaedut ovat ilmeiset, mikä rikkoo kehittyneiden maiden, kuten Yhdysvaltojen, johtavan aseman tällä alalla.On myös yrityksiä, kuten Focuslight Technology, Han's Laser, Guangku Technology, Luowei Technology, Hesai Technology, Zhongji Innolight, Kongwei Laser ja Juxing Technology. Prosessi- ja valmistuskokemus ajaa innovaatioita lidarissa.

Tällä hetkellä se voidaan jakaa kahteen koulukuntaan, joista toinen kehittää mekaanista lidaria ja toinen suoraan lukitsevia solid-state lidar -tuotteita.Hesailla on suhteellisen suuri markkinaosuus nopean autonomisen ajon alalla; hidas autonomisen ajon alalla Sagitar Juchuang on tärkein valmistaja.

Koko teollisuusketjun ylä- ja loppupään näkökulmasta kotimaani on kasvattanut useita voimakkaita yrityksiä ja muodostanut pohjimmiltaan täydellisen teollisuusketjun.Vuosien sinnikkäiden investointien ja kokemuksen kertymisen jälkeen kotimaiset tutkayritykset ovat tehneet perusteellisia ponnisteluja omilla markkinasegmenteillään esittäen kukkivien kukkien markkinamallin.

Massatuotanto on tärkeä kypsyyden indikaattori. Massatuotantoon siirtymisen myötä myös hinta laskee jyrkästi. DJI ilmoitti elokuussa 2020, että se on saavuttanut autojen autonomisen ajolidarin massatuotannon ja -toimituksen, ja hinta on pudonnut tuhannen yuanin tasolle. ; Ja Huawei vuonna 2016 suorittaa esitutkimuksen lidar-teknologiasta, tehdä prototyyppivarmennus vuonna 2017 ja saavuttaa massatuotanto vuonna 2020.

Kotimaisilla yrityksillä on etuja tuontitutkoihin verrattuna toimitusten oikea-aikaisuus, toimintojen räätälöinti, palveluyhteistyö ja kanavien rationaalisuus.

Tuodun lidarin hankintakustannukset ovat suhteellisen korkeat. Siksi kotimaisen lidarin alhaiset kustannukset ovat avain markkinoiden valloittamiseen ja tärkeä kotimaisen korvaamisen liikkeellepaneva voima. Tietysti monet käytännön ongelmat, kuten kustannusten vähentäminen ja massatuotannon kypsyys, ovat edelleen Kiinassa. Yrityksillä on vielä edessään monia haasteita.

Lidar-teollisuus on syntymästään lähtien osoittanut erinomaisia ​​korkean teknisen tason ominaisuuksia.Nousevana teknologiana, joka on ollut erittäin suosittu viime vuosina, lidar-teknologialla on itse asiassa suuria teknisiä esteitä.Teknologia ei ole vain haaste yrityksille, jotka haluavat tulla markkinoille, vaan myös haasteita yrityksille, jotka ovat olleet siinä jo vuosia.

Tällä hetkellä kotimaisen korvauksen osalta, koska lidar-sirut, erityisesti signaalinkäsittelyyn tarvittavat komponentit, riippuvat pääasiassa tuonnista, tämä on nostanut kotimaisten lidarien tuotantokustannuksia jossain määrin. Juuttunut kaulaprojekti tekee kaikkensa ongelman ratkaisemiseksi.

Omien teknisten tekijöiden lisäksi kotimaisten tutkayritysten on myös viljeltävä kokonaisvaltaista osaamista, mukaan lukien teknologian tutkimus- ja kehitysjärjestelmät, vakaat toimitusketjut ja massatuotantokyky, erityisesti myynnin jälkeiset laadunvarmistusvalmiudet.

"Made in China 2025" -mahdollisuuden ansiosta kotimaiset valmistajat ovat kuroneet kiinni viime vuosina ja ovat tehneet monia läpimurtoja.Tällä hetkellä lokalisointi on aikana, jolloin mahdollisuudet ja haasteet ovat erityisen selkeitä, ja se on lidar-tuontikorvauksen perusta.

Neljänneksi, laskeutumissovellus on viimeinen sana

Ei ole liioiteltua sanoa, että lidarin käyttö on käynnistänyt nousukauden, ja sen pääliiketoiminta tulee pääasiassa neljältä suurelta markkina-alueelta, nimittäin teollisuusautomaatiosta., älykäs infrastruktuuri, robotit ja autot.

Autonomisen ajon alalla on vahva vauhti, ja autoteollisuuden lidar-markkinat hyötyvät korkean tason autonomisen ajon leviämisestä ja ylläpitävät nopeaa kasvua.Monet autoyritykset ovat ottaneet käyttöön lidar-ratkaisuja, jotka ovat ottaneet ensimmäisen askeleen kohti L3- ja L4-autonomista ajamista.

Vuodesta 2022 on tulossa siirtymäikkuna L2:sta L3/L4:ään. Autonomisen ajotekniikan keskeisenä avainsensorina lidarilla on ollut viime vuosina yhä tärkeämpi rooli siihen liittyvillä aloilla. Vuodesta 2023 lähtien ajoneuvojen lidar-telaketjun odotetaan siirtyvän jatkuvaan nopeaan kasvukauteen.

Arvopaperitutkimusraportin mukaan vuonna 2022 Kiinan henkilöautojen lidar-asennukset ylittävät 80 000 yksikköä. Lidar-markkinatilan odotetaan kotimaani henkilöautoalalla nousevan 26,1 miljardiin juaniin vuonna 2025 ja 98 miljardiin yuania vuoteen 2030 mennessä.Ajoneuvojen lidar on siirtynyt räjähdysmäisen kysynnän aikakauteen, ja markkinanäkymät ovat erittäin laajat.

Miehittämätön on viime vuosien trendi, ja miehittämätön on erottamaton viisauden silmistä – navigointijärjestelmästä.Lasernavigointi on suhteellisen kypsää tekniikaltaan ja tuotteiden laskeutumiselta, ja sillä on tarkka etäisyys, ja se voi toimia vakaasti useimmissa ympäristöissä, erityisesti pimeässä yössä. Se voi myös ylläpitää tarkkaa tunnistusta. Se on tällä hetkellä vakain ja yleisin paikannus- ja navigointimenetelmä.Lyhyesti sanottuna sovelluksen kannalta lasernavigoinnin periaate on yksinkertainen ja tekniikka kypsä.

Miehittämätön se on tunkeutunut rakentamisen, kaivostoiminnan, riskien poistamisen, palvelun, maatalouden, avaruustutkimuksen ja sotilassovellusten aloille. Lidarista on tullut yleinen navigointimenetelmä tässä ympäristössä.

Vuodesta 2019 alkaen kotimaisia ​​tutkoja on sovellettu entistä enemmän asiakkaiden varsinaisiin projekteihin, eikä vain prototyyppitestaukseen konepajassa.Vuosi 2019 on kotimaisille lidar-yrityksille ratkaiseva vedenjakaja. Markkinasovellukset ovat vähitellen siirtyneet varsinaisiin projektitapauksiin, laajentaneet laajempia sovellusskenaarioita ja -alueita, hakeneet monipuolisia markkinoita ja tulleet yritysten yleiseksi valinnaksi. .

Lidarin käyttö on vähitellen yleistynyt, mukaan lukien kuljettajaton teollisuus, palvelurobottiteollisuus, ajoneuvojen Internet -teollisuus, älykäs liikenne ja älykäs kaupunki. Lidarin ja droonien yhdistelmä voi myös piirtää karttoja valtameristä, jääpeitteistä ja metsistä.

Miehittämätön on älykkään logistiikan tärkein ominaisuus. Älykkään logistiikan kuljetuksissa ja jakelussa otetaan käyttöön suuri joukko miehittämättömiä teknologioita – mobiililogistiikkarobotteja ja miehittämättömiä pikaajoneuvoja, joiden pääkomponentti on lidar.

Älykkään logistiikan alalla lidarin sovellusalue kasvaa myös päivä päivältä. Olipa kyseessä käsittelystä varastointiin tai logistiikkaan, lidar voidaan kattaa täysin ja laajentaa älykkäisiin portteihin, älykkääseen kuljetukseen, älykkääseen turvallisuuteen, älykkäisiin palveluihin ja kaupunkien älykkääseen hallintoon.

Logistisissa skenaarioissa, kuten satamissa, lidar voi varmistaa lastin sieppauksen tarkkuuden ja vähentää henkilöstötoimintojen vaikeutta.Kuljetuksissa lidar voi auttaa havaitsemaan suurnopeusportteja ja varmistamaan, että ohi kulkevat ajoneuvot täyttävät vaatimukset.Turvallisuuden kannalta lidarista voi tulla erilaisten turvavalvontalaitteiden silmät.

Teollisen valmistuksen alalla lidarin arvoa korostetaan jatkuvasti. Tuotantolinjalla se voi vapauttaa materiaalivalvonnan roolin ja varmistaa automaattisen toiminnan.

Lidar (Light Detection and Ranging) on ​​optinen kaukokartoitustekniikka, joka on yhä enemmän nousemassa kustannustehokkaaksi vaihtoehdoksi perinteisille mittaustekniikoille, kuten fotogrammetrialle.Viime vuosina lidar ja droonit ovat usein esiintyneet eri käyttöalueilla yhdistetyn nyrkin muodossa, usein tuottaen vaikutuksen 1+1>2.

Lidarin tekninen reitti paranee jatkuvasti. Ei ole olemassa yleistä lidar-arkkitehtuuria, joka voisi vastata kaikkien eri sovellusten tarpeisiin. Monilla eri sovelluksilla on erilaiset muototekijät, näkökentät, kantaman resoluutio, virrankulutus ja hinta. Vaatia.

Lidarilla on etunsa, mutta etujen maksimointi vaatii teknistä tukea. Älykäs zoom-lidar voi rakentaa kolmiulotteisia stereokuvia, mikä ratkaisee täydellisesti äärimmäiset skenaariot, kuten näkölinjojen taustavalon ja epäsäännöllisten kohteiden tunnistamisvaikeudet.Teknologian kehittyessä lidar tulee olemaan osansa monilla odottamattomilla sovellusalueilla ja tuo meille lisää yllätyksiä.

Nykyaikana, jolloin hinta on kuningas, kalliit tutkat eivät ole koskaan olleet valtavirran valinta. Erityisesti L3 autonomisen ajon sovelluksessa ulkomaisten tutkien korkea hinta on edelleen suurin este sen toteuttamiselle. On välttämätöntä toteuttaa kotimaisten tutkien tuontikorvaus.

Lidar on aina ollut uusien teknologioiden kehittämisen ja soveltamisen edustaja. Se, onko tekniikka kypsää vai ei, liittyy sen soveltamiseen ja massatuotannon edistämiseen.Kypsää teknologiaa ei ole vain saatavilla, vaan se vastaa taloudellisia kustannuksia, sopeutuu erilaisiin skenaarioihin ja on riittävän turvallinen.

Useiden vuosien teknologian kertymisen jälkeen uusia lidar-tuotteita on tuotu markkinoille jatkuvasti, ja tekniikan kehittyessä niiden sovellukset ovat tulleet yhä laajemmiksi.Myös sovellusskenaariot lisääntyvät, ja joitain tuotteita on viety suurille markkinoille Euroopassa ja Yhdysvalloissa.

Tietysti lidar-yrityksillä on myös seuraavat riskit: kysynnän epävarmuus, pitkät käynnistysajat omaksujilla massatuotannon lisäämiseksi ja lidarilla pidempi aika tuottaa todellisia tuloja toimittajana.

Kotimaiset yritykset, jotka ovat kerääntyneet lidar-alalle useita vuosia, työskentelevät syvästi omilla markkinasegmenteillään, mutta jos ne haluavat saada lisää markkinaosuuksia, niiden on yhdistettävä oma teknologiakertymys, kaivattava syvälle ydinteknologioita sekä kehitettävä ja parannettava. tuotteita. Laatu ja vakaus tekevät lujasti töitä.