Qu’est-ce que le lidar et comment fonctionne-t-il ?

　　1. Qu’est-ce que le Lidar ?

Divers constructeurs automobiles mettent l'accent sur le lidar, nous devons donc d'abord comprendre, qu'est-ce que le lidar ?

LIDAR – Lidar, est un capteur,Connu sous le nom d’« œil d’un robot », il s’agit d’un capteur important intégrant des dispositifs laser, de positionnement GPS et de mesure inertielle. La méthode qui renvoie le temps requis pour mesurer la distance est similaire en principe au radar, sauf que des lasers sont utilisés à la place des ondes radio.On peut dire que le lidar est l'une des configurations matérielles importantes pour aider les voitures à atteindre des fonctions de conduite assistée intelligente de haut niveau.

2. Comment fonctionne le lidar ?

Parlons ensuite du fonctionnement du lidar.

Tout d’abord, il faut préciser que le lidar ne fonctionne pas de manière indépendante et se compose généralement de trois modules principaux : l’émetteur laser, le récepteur, ainsi que le positionnement et la navigation inertiels.Lorsque le lidar fonctionne, il émet une lumière laser. Après avoir rencontré un objet, la lumière laser sera réfractée et reçue par le capteur CMOS, mesurant ainsi la distance entre le corps et l'obstacle.D'un point de vue principe, tant qu'il faut connaître la vitesse de la lumière et le temps écoulé entre l'émission et la perception CMOS, on peut mesurer la distance de l'obstacle. Combiné avec le GPS en temps réel, les informations de navigation inertielle et le calcul de l'angle du radar laser, le système peut obtenir la distance de l'objet devant vous. Coordonner les informations de relèvement et de distance.

Ensuite, si un lidar peut émettre plusieurs lasers selon un angle défini dans le même espace, il peut obtenir plusieurs signaux réfléchis en fonction des obstacles.Combinées avec la plage de temps, l'angle de balayage laser, la position GPS et les informations INS, après traitement des données, ces informations seront combinées avec les coordonnées x, y, z pour devenir un signal tridimensionnel avec des informations de distance, des informations de position spatiale, etc. Grâce aux algorithmes, le système peut obtenir divers paramètres associés tels que des lignes, des surfaces et des volumes, établissant ainsi une carte de nuages ​​de points tridimensionnels et dessinant une carte environnementale, qui peut devenir les « yeux » de la voiture.

3. Chaîne industrielle Lidar

1) Émetteurébrécher: La domination de la puce EEL 905 nm d'Osram est difficile à changer, mais après que VCSEL ait rempli la carte de court-circuit de puissance via le processus multi-jonctions, en raison de son faible coût et de ses caractéristiques de dérive à basse température, il réalisera progressivement le remplacement de l'EEL, la puce domestique Changguang Huaxin , Zonghui Xinguang a inauguré des opportunités de développement.

2) Récepteur : Comme la route 905 nm doit augmenter la distance de détection, on s'attend à ce que SiPM et SPAD deviennent une tendance majeure. 1550 nm continuera à utiliser l'APD et le seuil pour les produits associés est relativement élevé. Actuellement, il est principalement monopolisé par Sony, Hamamatsu et ON Semiconductor. Le cœur Citrix à 1 550 nm et le Nanjing Core Vision à 905 nm et Lingming Photonics devraient prendre la tête de la percée.

3) Fin du calibrage : Le semi-conducteurle laser a une petite cavité de résonateur et une mauvaise qualité de spot. Afin de répondre à la norme lidar, les axes rapide et lent doivent être alignés pour l'étalonnage optique, et la solution de source lumineuse linéaire doit être homogénéisée. La valeur d’un seul lidar est de plusieurs centaines de yuans.

4) TEC : depuis qu'Osram a résolu la dérive de température de l'EEL, le VCSEL a naturellement des caractéristiques de dérive à basse température, le lidar n'a donc plus besoin de TEC.

5) Fin de numérisation : La principale barrière du miroir rotatif est le contrôle de la synchronisation, et le processus MEMS est relativement difficile. Xijing Technology est la première à réaliser une production de masse.

4. La mer d'étoiles sous le remplacement des produits nationaux

La localisation du lidar vise non seulement à parvenir à une substitution nationale et à une indépendance technologique afin d'éviter que les pays occidentaux ne se retrouvent bloqués, mais également à réduire les coûts.

Le prix abordable est un sujet incontournable, cependant, le prix du lidar n'est pas bas, le coût d'installation d'un seul appareil lidar dans une voiture est d'environ 10 000 dollars américains.

Le coût élevé du lidar a toujours été son ombre persistante, en particulier pour les solutions lidar plus avancées, la plus grande contrainte étant principalement le coût ; Le lidar est considéré comme une technologie coûteuse par l'industrie, et Tesla a déclaré sans ambages que critiquer le lidar coûte cher.

Les fabricants de Lidar cherchent toujours à réduire leurs coûts et, à mesure que la technologie évolue, leurs idéaux deviennent progressivement une réalité.Le lidar à zoom intelligent de deuxième génération offre non seulement des performances supérieures, mais réduit également le coût des deux tiers par rapport à la première génération et est plus petit en taille.Selon les prévisions de l'industrie, d'ici 2025, le prix moyen des systèmes lidar avancés étrangers pourrait atteindre environ 700 dollars chacun.

La tendance actuelle de développement de l'industrie du lidar est que le niveau technique devient de jour en jour de plus en plus mature et que la localisation se rapproche progressivement.La localisation du LiDAR est passée par plusieurs étapes. Premièrement, elle était dominée par des sociétés étrangères. Plus tard, les entreprises nationales se sont lancées et ont accru leur poids. Aujourd’hui, la domination se rapproche progressivement des entreprises nationales.

Ces dernières années, la vague de la conduite autonome a émergé et les fabricants locaux de lidars sont progressivement entrés sur le marché. Les produits lidar nationaux de qualité industrielle sont progressivement devenus populaires. Dans les véhicules électriques intelligents nationaux, des sociétés lidar locales sont apparues les unes après les autres.

Selon les informations, il devrait y avoir 20 ou 30 sociétés nationales de radars, telles que Sagitar Juchuang, Hesai Technology, Beike Tianhui, Leishen Intelligence, etc., ainsi que des géants du matériel électronique tels que DJI et Huawei, ainsi que des géants traditionnels des pièces automobiles. .

À l'heure actuelle, les avantages de prix des produits lidar lancés par des fabricants chinois tels que Hesai, DJI et Sagitar Juchuang sont évidents, brisant la position de leader des pays développés comme les États-Unis dans ce domaine.Il existe également des sociétés telles que Focuslight Technology, Han's Laser, Guangku Technology, Luowei Technology, Hesai Technology, Zhongji Innolight, Kongwei Laser et Juxing Technology. L’expérience en matière de processus et de fabrication stimule l’innovation dans le domaine du lidar.

À l'heure actuelle, elle peut être divisée en deux écoles, l'une développe du lidar mécanique et l'autre verrouille directement des produits lidar à semi-conducteurs.Dans le domaine de la conduite autonome à grande vitesse, Hesai détient une part de marché relativement élevée ; dans le domaine de la conduite autonome à basse vitesse, Sagitar Juchuang est le principal constructeur.

Du point de vue de l'amont et de l'aval de l'ensemble de la chaîne industrielle, la Chine a développé un certain nombre d'entreprises puissantes et formé une chaîne industrielle pratiquement complète.Après des années d'investissement persistant et d'accumulation d'expérience, les sociétés nationales de radars ont déployé des efforts approfondis dans leurs segments de marché respectifs, présentant un modèle de marché en fleurs épanouies.

La production de masse est un indicateur important de maturité. Avec l’entrée dans la production de masse, le prix baisse également fortement. DJI a annoncé en août 2020 avoir atteint la production et la fourniture en série de lidar de conduite autonome automobile, et le prix est tombé à mille yuans. ; Et Huawei, en 2016, pour mener des recherches préliminaires sur la technologie lidar, faire la vérification des prototypes en 2017 et atteindre la production de masse en 2020.

Par rapport aux radars importés, les entreprises nationales présentent des avantages en termes de rapidité de livraison, de personnalisation des fonctions, de coopération en matière de services et de rationalité des canaux.

Le coût d’achat du lidar importé est relativement élevé. Par conséquent, le faible coût du lidar national est la clé pour occuper le marché et un moteur important pour le remplacement national. Bien entendu, de nombreux problèmes pratiques tels que la réduction des coûts, l'espace et la maturité de la production de masse subsistent en Chine. Les entreprises doivent encore faire face à de nombreux défis.

Depuis sa naissance, l'industrie du lidar a montré des caractéristiques exceptionnelles de haut niveau technique.En tant que technologie émergente très populaire ces dernières années, la technologie lidar se heurte en réalité à de grandes barrières techniques.La technologie n’est pas seulement un défi pour les entreprises qui souhaitent entrer sur le marché, mais aussi un défi pour les entreprises qui y sont présentes depuis de nombreuses années.

À l'heure actuelle, pour la substitution nationale, étant donné que les puces lidar, en particulier les composants nécessaires au traitement du signal, dépendent principalement des importations, cela a dans une certaine mesure augmenté le coût de production des lidars nationaux. Le projet Coincé cou met tout en œuvre pour résoudre le problème.

En plus de leurs propres facteurs techniques, les sociétés nationales de radars doivent également développer des capacités complètes, notamment des systèmes de recherche et développement technologiques, des chaînes d'approvisionnement stables et des capacités de production de masse, en particulier des capacités d'assurance qualité après-vente.

Grâce à l'opportunité du « Made in China 2025 », les fabricants nationaux ont rattrapé leur retard ces dernières années et ont réalisé de nombreuses percées.À l’heure actuelle, la localisation se trouve dans une période où les opportunités et les défis sont particulièrement clairs, et constitue l’étape fondamentale de la substitution des importations lidar.

Quatrièmement, la demande d'atterrissage est le dernier mot

Il n'est pas exagéré de dire que l'application du lidar a marqué le début d'une période de hausse et que son activité principale provient principalement de quatre marchés majeurs, à savoir l'automatisation industrielle., infrastructures intelligentes, robots et automobiles.

Il existe une forte dynamique dans le domaine de la conduite autonome, et le marché du lidar automobile bénéficiera de la pénétration de la conduite autonome de haut niveau et maintiendra une croissance rapide.De nombreux constructeurs automobiles ont adopté des solutions lidar, faisant ainsi le premier pas vers la conduite autonome L3 et L4.

2022 devient la fenêtre de transition de la L2 à la L3/L4. En tant que capteur clé de la technologie de conduite autonome, le lidar a joué un rôle de plus en plus important dans des domaines connexes ces dernières années. On s'attend à ce qu'à partir de 2023, la piste lidar des véhicules entre dans une période de croissance rapide et continue.

Selon un rapport de recherche sur les valeurs mobilières, en 2022, les installations lidar de voitures particulières en Chine dépasseront 80 000 unités. On s'attend à ce que l'espace du marché lidar dans le domaine des voitures particulières en Chine atteigne 26,1 milliards de yuans en 2025 et 98 milliards de yuans d'ici 2030.Le lidar pour véhicules est entré dans une période de demande explosive et les perspectives du marché sont très larges.

Le sans pilote est une tendance de ces dernières années, et le sans pilote est indissociable des yeux de la sagesse : le système de navigation.La navigation laser est relativement mature en termes de technologie et d'atterrissage de produits, a une portée précise et peut fonctionner de manière stable dans la plupart des environnements, en particulier dans la nuit noire. Il peut également maintenir une détection précise. Il s’agit actuellement de la méthode de positionnement et de navigation la plus stable et la plus courante.Bref, en termes d'application, le principe de la navigation laser est simple et la technologie est mature.

Sans pilote, il a pénétré les domaines de la construction, de l'exploitation minière, de l'élimination des risques, des services, de l'agriculture, de l'exploration spatiale et des applications militaires. Le Lidar est devenu une méthode de navigation courante dans cet environnement.

Depuis 2019, de plus en plus de radars domestiques ont été utilisés dans les projets réels des clients, plutôt que dans de simples tests de prototypes en atelier.2019 constitue un tournant crucial pour les entreprises lidar nationales. Les applications du marché sont progressivement entrées dans des cas de projets réels, élargissant les scénarios et la portée des applications, recherchant des marchés diversifiés et devenant un choix courant pour les entreprises. .

L'application du lidar se généralise progressivement, notamment dans l'industrie sans conducteur, le robot de servicel’industrie, l’industrie de l’Internet des véhicules, le transport intelligent et la ville intelligente. La combinaison du lidar et des drones peut également dessiner des cartes des océans, des calottes glaciaires et des forêts.

Le fonctionnement sans pilote est la caractéristique la plus importante de la logistique intelligente. Dans le transport et la distribution de la logistique intelligente, un grand nombre de technologies sans pilote seront appliquées – des robots logistiques mobiles et des véhicules express sans pilote, dont le principal composant est le lidar.

Dans le domaine de la logistique intelligente, le champ d'application du lidar augmente également de jour en jour. Qu'il s'agisse de la manutention, de l'entreposage ou de la logistique, le lidar peut être entièrement couvert et étendu aux ports intelligents, aux transports intelligents, à la sécurité intelligente, aux services intelligents et à la gouvernance intelligente urbaine.

Dans les scénarios logistiques tels que les ports, le lidar peut garantir la précision de la capture des marchandises et réduire la difficulté des opérations du personnel.En termes de transport, le lidar peut aider à détecter les barrières de péage à grande vitesse et garantir que les véhicules qui passent répondent aux exigences.En termes de sécurité, le lidar peut devenir l’œil de divers équipements de surveillance de sécurité.

Dans le domaine de la fabrication industrielle, la valeur du lidar est constamment soulignée. Dans la chaîne de production, il peut libérer le rôle de surveillance des matériaux et assurer un fonctionnement automatique.

Lidar (Light Detection and Ranging) est une technologie de télédétection optique qui apparaît de plus en plus comme une alternative rentable aux techniques d'arpentage traditionnelles telles que la photogrammétrie.Ces dernières années, le lidar et les drones sont souvent apparus dans divers domaines d'application sous la forme d'un poing combiné, produisant souvent l'effet 1+1>2.

Le parcours technique du lidar s’améliore constamment. Il n’existe pas d’architecture lidar générale capable de répondre aux besoins de toutes les différentes applications. De nombreuses applications différentes ont des facteurs de forme, des champs de vision, des résolutions de portée, des consommations d'énergie et des coûts différents. Exiger.

Le Lidar a ses avantages, mais comment maximiser ces avantages nécessite un support technique. Le lidar à zoom intelligent peut construire des images stéréo tridimensionnelles, résolvant parfaitement des scénarios extrêmes tels que le rétroéclairage des lignes de visée et la difficulté d'identification d'objets irréguliers.Avec le développement de la technologie, le lidar jouera son rôle dans de nombreux domaines d'application inattendus, nous apportant encore plus de surprises.

À l'ère actuelle où le coût est roi, les radars coûteux n'ont jamais été le choix du marché grand public. En particulier dans l'application de la conduite autonome L3, le coût élevé des radars étrangers reste le plus grand obstacle à sa mise en œuvre. Il est impératif de remplacer les importations de radars nationaux.

Lidar a toujours été un représentant du développement et de l'application des technologies émergentes. Le fait que la technologie soit mature ou non est lié à son application et à la promotion de sa production de masse.Une technologie mature est non seulement disponible, mais également adaptée aux coûts économiques, s'adapte à différents scénarios et est suffisamment sûre.

Après plusieurs années d’accumulation technologique, de nouveaux produits lidar ont été lancés continuellement et, avec les progrès de la technologie, leurs applications sont devenues de plus en plus larges.Les scénarios d'application se multiplient également et certains produits ont été exportés vers les principaux marchés d'Europe et des États-Unis.

Bien entendu, les entreprises lidar sont également confrontées aux risques suivants : incertitude de la demande, long temps de montée en puissance pour les adoptants pour augmenter la production de masse et temps plus long pour que le lidar génère des revenus réels en tant que fournisseur.

Les entreprises nationales qui se sont accumulées dans le domaine du lidar pendant de nombreuses années travailleront en profondeur dans leurs segments de marché respectifs, mais si elles veulent occuper plus de parts de marché, elles doivent combiner leur propre accumulation de technologies, approfondir les technologies de base et développer et améliorer produits. La qualité et la stabilité travaillent dur.