Que é o lidar e como funciona?

　　1. Que é Lidar?

Varias compañías de automóbiles están facendo fincapé no lidar, polo que primeiro debemos entender, que é o lidar?

LIDAR - Lidar, é un sensor,coñecido como o "ollo dun robot", é un sensor importante que integra dispositivos de medida láser, posicionamento GPS e inercial. O método que devolve o tempo necesario para medir a distancia é similar en principio ao radar, agás que se usan láseres en lugar de ondas de radio.Pódese dicir que o lidar é unha das configuracións de hardware importantes para axudar aos coches a conseguir funcións de condución asistida intelixente de alto nivel.

2. Como funciona o lidar?

A continuación, imos falar de como funciona lidar.

En primeiro lugar, cómpre deixar claro que o lidar non funciona de forma independente e, en xeral, consta de tres módulos principais: transmisor láser, receptor e posicionamento e navegación inercial.Cando o lidar está funcionando, emitirá luz láser. Despois de atopar un obxecto, a luz láser será refractada cara atrás e recibida polo sensor CMOS, medindo así a distancia do corpo ao obstáculo.Desde o punto de vista principal, sempre que necesites coñecer a velocidade da luz e o tempo desde a emisión ata a percepción CMOS, podes medir a distancia do obstáculo. Combinado con GPS en tempo real, información de navegación inercial e cálculo do ángulo do radar láser, o sistema pode obter a distancia do obxecto por diante. Coordenar a información de rumbo e distancia.

A continuación, se un lidar pode emitir varios láseres nun ángulo determinado no mesmo espazo, pode obter múltiples sinais reflectidos en función dos obstáculos.Combinado co intervalo de tempo, o ángulo de exploración con láser, a posición GPS e a información INS, despois do procesamento de datos, esta información combinarase coas coordenadas x, y, z para converterse nun sinal tridimensional con información de distancia, información de posición espacial, etc. cos algoritmos, o sistema pode obter varios parámetros relacionados, como liñas, superficies e volumes, establecendo así un mapa de nubes de puntos tridimensional e debuxando un mapa ambiental, que pode converterse nos "ollos" do coche.

3. Cadea Industria Lidar

1) Transmisorchip: O dominio do chip EEL de 905 nm Osram é difícil de cambiar, pero despois de que VCSEL enche a placa curta de potencia a través do proceso de unión múltiple, debido ao seu baixo custo e ás súas características de deriva de baixa temperatura, gradualmente realizarase a substitución de EEL, o chip doméstico Changguang. Huaxin, Zonghui Xinguang abriu oportunidades de desenvolvemento.

2) Receptor: como a ruta de 905 nm necesita aumentar a distancia de detección, espérase que SiPM e SPAD se convertan nunha tendencia importante. 1550nm seguirá usando APD e o limiar para produtos relacionados é relativamente alto. Actualmente, está monopolizado principalmente por Sony, Hamamatsu e ON Semiconductor. Espérase que os núcleos de 1550 nm Citrix e 905 nm Nanjing Core Vision e Lingming Photonics tomen o liderado no avance.

3) Extremo de calibración: O semicondutoro láser ten unha pequena cavidade do resonador e unha mala calidade do punto. Para cumprir co estándar lidar, os eixes rápidos e lentos deben aliñarse para a calibración óptica e homoxeneizar a solución da fonte de luz de liña. O valor dun só lidar é de centos de yuans.

4) TEC: dado que Osram resolveu a deriva de temperatura da EEL, VCSEL ten características de deriva de baixa temperatura, polo que Lidar xa non necesita TEC.

5) Extremo de dixitalización: a principal barreira do espello xiratorio é o control do tempo e o proceso MEMS é relativamente difícil. Xijing Technology é a primeira en lograr a produción en masa.

4. O mar de estrelas baixo a substitución dos produtos domésticos

A localización do lidar non é só para lograr a substitución doméstica e a independencia tecnolóxica para evitar que os países occidentais queden atascados, senón que tamén un factor importante é reducir os custos.

O prezo accesible é un tema ineludible, non obstante, o prezo do lidar non é baixo, o custo de instalar un único dispositivo lidar nun coche é duns 10.000 dólares estadounidenses.

O alto custo do lidar sempre foi a súa sombra persistente, especialmente para solucións lidar máis avanzadas, a maior limitación é principalmente o custo; Lidar é considerada unha tecnoloxía cara pola industria, e Tesla afirmou sen rodeos que Criticar lidar é caro.

Os fabricantes de Lidar sempre buscan reducir custos e, a medida que a tecnoloxía evoluciona, os seus ideais vanse facendo realidade aos poucos.O lidar de zoom intelixente de segunda xeración non só ten un rendemento superior, senón que tamén reduce o custo en dous terzos en comparación coa primeira xeración e ten un tamaño máis pequeno.Segundo as previsións da industria, para 2025, o prezo medio dos sistemas lidar avanzados estranxeiros pode alcanzar uns 700 dólares cada un.

A tendencia actual de desenvolvemento da industria lidar é que o nivel técnico está a madurar día a día e a localización vaise achegando gradualmente.A localización de LiDAR pasou por varias etapas. En primeiro lugar, estaba dominado por empresas estranxeiras. Máis tarde, as empresas nacionais comezaron e aumentaron o seu peso. Agora, o dominio estase aproximando gradualmente ás empresas nacionais.

Nos últimos anos, xurdiu a onda de condución autónoma e os fabricantes locais de lidar entraron gradualmente no mercado. Os produtos lidar domésticos de calidade industrial fóronse popularizando gradualmente. Nos vehículos eléctricos intelixentes domésticos, as empresas locais de lidar apareceron unha tras outra.

Segundo a información, debería haber 20 ou 30 empresas de radares nacionais, como Sagitar Juchuang, Hesai Technology, Beike Tianhui, Leishen Intelligence, etc., así como xigantes de hardware electrónico como DJI e Huawei, así como xigantes tradicionais de autopartes. .

Na actualidade, as vantaxes de prezo dos produtos lidar lanzados por fabricantes chineses como Hesai, DJI e Sagitar Juchuang son obvias, rompendo a posición de liderado de países desenvolvidos como Estados Unidos neste campo.Tamén hai empresas como Focuslight Technology, Han's Laser, Guangku Technology, Luowei Technology, Hesai Technology, Zhongji Innolight, Kongwei Laser e Juxing Technology. A experiencia en procesos e fabricación impulsa a innovación en lidar.

Actualmente, pódese dividir en dúas escolas, unha está a desenvolver lidar mecánico e a outra está a bloquear directamente produtos lidar de estado sólido.No campo da condución autónoma de alta velocidade, Hesai ten unha cota de mercado relativamente alta; no campo da condución autónoma a baixa velocidade, Sagitar Juchuang é o principal fabricante.

Desde a perspectiva da augas arriba e abaixo de toda a cadea industrial, o meu país cultivou unha serie de empresas poderosas e formou unha cadea industrial basicamente completa.Despois de anos de investimento persistente e acumulación de experiencia, as empresas de radares nacionais fixeron esforzos profundos nos seus respectivos segmentos de mercado, presentando un patrón de mercado de flores en flor.

A produción en masa é un indicador importante da madurez. Coa entrada na produción en masa, o prezo tamén está a caer drasticamente. DJI anunciou en agosto de 2020 que conseguiu a produción e subministración en masa de lidar de condución autónoma para automóbiles, e o prezo baixou ata o nivel de mil yuans. ; E Huawei, en 2016 para realizar investigacións previas sobre tecnoloxía lidar, para facer a verificación de prototipos en 2017 e para lograr a produción en masa en 2020.

En comparación cos radares importados, as empresas nacionais teñen vantaxes en canto á puntualidade da subministración, a personalización das funcións, a cooperación de servizos e a racionalidade das canles.

O custo de adquisición do lidar importado é relativamente alto. Polo tanto, o baixo custo do lidar doméstico é a clave para ocupar o mercado e unha importante forza motriz para a substitución doméstica. Por suposto, moitos problemas prácticos como o espazo de redución de custos e a madurez da produción en masa aínda están en China. As empresas aínda teñen que afrontar moitos retos.

Desde o seu nacemento, a industria lidar mostrou as características destacadas de alto nivel técnico.Como tecnoloxía emerxente con gran popularidade nos últimos anos, a tecnoloxía lidar ten en realidade grandes barreiras técnicas.A tecnoloxía non só é un reto para as empresas que queren entrar no mercado, senón tamén un reto para as empresas que levan moitos anos nel.

Na actualidade, para a substitución doméstica, porque os chips lidar, especialmente os compoñentes necesarios para o procesamento de sinal, dependen principalmente das importacións, isto aumentou o custo de produción dos lidars domésticos ata certo punto. O proxecto de pescozo atrapado está facendo todo o posible para abordar o problema.

Ademais dos seus propios factores técnicos, as empresas de radares nacionais tamén necesitan cultivar capacidades amplas, incluíndo sistemas de investigación e desenvolvemento tecnolóxico, cadeas de subministración estables e capacidades de produción en masa, especialmente as capacidades de garantía de calidade posvenda.

Baixo a oportunidade de "Made in China 2025", os fabricantes nacionais estiveron recuperando nos últimos anos e fixeron moitos avances.Na actualidade, a localización atópase nun período no que as oportunidades e os desafíos son particularmente claros, e é a etapa fundamental da substitución de importacións de lidar.

En cuarto lugar, a solicitude de desembarco é a última palabra

Non é esaxerado dicir que a aplicación do lidar iniciou un período de alza, e que o seu negocio principal provén principalmente de catro grandes mercados, a saber, a automatización industrial., infraestrutura intelixente, robots e automóbiles.

Hai un forte impulso no campo da condución autónoma, e o mercado de lidar automoción beneficiarase da penetración da condución autónoma de alto nivel e manterá un rápido crecemento.Moitas empresas de automóbiles adoptaron solucións lidar, dando o primeiro paso cara á condución autónoma L3 e L4.

2022 estase a converter na xanela de transición de L2 a L3/L4. Como sensor clave clave da tecnoloxía de condución autónoma, o lidar xogou un papel cada vez máis importante en campos relacionados nos últimos anos. Espérase que a partir de 2023, a pista do vehículo lidar entre nun período de crecemento rápido continuo.

Segundo un informe de investigación de valores, en 2022, as instalacións de lidar de turismos de China superarán as 80.000 unidades. Espérase que o espazo do mercado lidar no campo de turismos do meu país alcance os 26.100 millóns de yuans en 2025 e os 98.000 millóns de yuans en 2030.O lidar do vehículo entrou nun período de demanda explosiva e a perspectiva do mercado é moi ampla.

Non tripulado é unha tendencia nos últimos anos, e non tripulado é inseparable dos ollos da sabedoría: o sistema de navegación.A navegación con láser é relativamente madura en tecnoloxía e aterraxe de produtos, ten un alcance preciso e pode funcionar de forma estable na maioría dos ambientes, especialmente na noite escura. Tamén pode manter unha detección precisa. Actualmente é o método de posicionamento e navegación máis estable e convencional.En resumo, en termos de aplicación, o principio da navegación láser é sinxelo e a tecnoloxía é madura.

Sen tripulación, penetrou nos campos da construción, a minería, a eliminación de riscos, o servizo, a agricultura, a exploración espacial e as aplicacións militares. Lidar converteuse nun método de navegación común neste ambiente.

A partir de 2019, aplicáronse cada vez máis radares domésticos nos proxectos reais dos clientes, en lugar de só probas de prototipos no taller.2019 é un punto decisivo para as empresas domésticas de lidar. As aplicacións do mercado entraron gradualmente en casos reais de proxectos, ampliando escenarios e alcances de aplicación máis amplos, buscando mercados diversificados e converténdose nunha opción común para as empresas. .

A aplicación de lidar está gradualmente estendida, incluíndo a industria sen condutor, o robot de servizoindustria, a industria de Internet de vehículos, o transporte intelixente e a cidade intelixente. A combinación de lidar e drones tamén pode debuxar mapas de océanos, casquetes de xeo e bosques.

Non tripulado é a característica máis importante da loxística intelixente. No transporte e distribución de loxística intelixente, aplicarase un gran número de tecnoloxías non tripuladas: robots loxísticos móbiles e vehículos expresos non tripulados, cuxo principal compoñente é o lidar.

No campo da loxística intelixente, o ámbito de aplicación de lidar tamén está aumentando día a día. Xa sexa desde a manipulación ata o almacenamento ou a loxística, o lidar pódese cubrir completamente e estenderse a portos intelixentes, transporte intelixente, seguridade intelixente, servizos intelixentes e goberno intelixente urbano.

En escenarios loxísticos como os portos, lidar pode garantir a precisión da captura de carga e reducir a dificultade das operacións do persoal.En termos de transporte, lidar pode axudar na detección de portas de peaxe de alta velocidade e garantir que os vehículos que pasan cumpran os requisitos.En termos de seguridade, o lidar pode converterse nos ollos de varios equipos de vixilancia de seguridade.

No campo da fabricación industrial, o valor do lidar é constantemente destacado. Na liña de produción, pode liberar o papel de seguimento do material e garantir o funcionamento automático.

Lidar (Light Detection and Ranging) é unha tecnoloxía de teledetección óptica que está emerxendo cada vez máis como unha alternativa rendible ás técnicas de topografía tradicionais como a fotogrametría.Nos últimos anos, lidar e drones apareceron a miúdo en varios campos de aplicación en forma de puño combinado, producindo a miúdo o efecto de 1+1>2.

A ruta técnica do lidar está en constante mellora. Non existe unha arquitectura lidar xeral que poida satisfacer as necesidades de todas as diferentes aplicacións. Moitas aplicacións diferentes teñen diferentes factores de forma, campos de visión, resolución de alcance, consumo de enerxía e custo. Esixir.

Lidar ten as súas vantaxes, pero como maximizar as vantaxes require soporte técnico. O lidar con zoom intelixente pode construír imaxes estéreo tridimensionais, resolvendo perfectamente escenarios extremos como a retroiluminación das liñas de visión e a dificultade para identificar obxectos irregulares.Co desenvolvemento da tecnoloxía, lidar xogará o seu papel en moitos campos de aplicación inesperados, traéndonos máis sorpresas.

Na era actual na que o custo é o rei, os radares de alto prezo nunca foron a elección do mercado principal. Especialmente na aplicación da condución autónoma L3, o alto custo dos radares estranxeiros segue sendo o maior obstáculo para a súa implementación. É imperativo realizar a substitución das importacións por radares nacionais.

Lidar sempre foi un representante do desenvolvemento e aplicación de tecnoloxías emerxentes. Que a tecnoloxía sexa madura ou non está relacionado coa súa aplicación e promoción da produción en masa.A tecnoloxía madura non só está dispoñible, senón tamén en consonancia cos custos económicos, adaptarse a diferentes escenarios e estar o suficientemente seguro.

Despois de varios anos de acumulación de tecnoloxía, lanzáronse continuamente novos produtos lidar e, co avance da tecnoloxía, as súas aplicacións fixéronse cada vez máis amplas.Os escenarios de aplicación tamén están en aumento, e algúns produtos foron exportados aos principais mercados de Europa e Estados Unidos.

Por suposto, as empresas de lidar tamén se enfrontan aos seguintes riscos: incerteza na demanda, longo tempo de aceleración para que os adoptantes aumenten a produción en masa e máis tempo para que lidar xere ingresos reais como provedor.

As empresas nacionais que se acumulan no campo do lidar durante moitos anos traballarán profundamente nos seus respectivos segmentos de mercado, pero se queren ocupar máis cotas de mercado, deben combinar a súa propia acumulación de tecnoloxía, afondar nas tecnoloxías fundamentais e desenvolver e mellorar. produtos. A calidade e a estabilidade traballan duro.