Лидар гэж юу вэ, лидар хэрхэн ажилладаг вэ?

　　1. Лидар гэж юу вэ?

Янз бүрийн автомашины компаниуд лидарыг онцолж байгаа тул бид эхлээд ойлгох ёстой, лидар гэж юу вэ?

LIDAR - Lidar бол мэдрэгч юм."Роботын нүд" гэгддэг энэхүү төхөөрөмж нь лазер, GPS-ийн байрлал тогтоох, инерцийн хэмжилтийн төхөөрөмжүүдийг нэгтгэсэн чухал мэдрэгч юм. Зайг хэмжихэд шаардагдах хугацааг буцаах арга нь зарчмын хувьд радартай төстэй бөгөөд зөвхөн радио долгионы оронд лазер ашигладаг.Лидар бол автомашинд өндөр түвшний ухаалаг жолоодлогын функцийг гүйцэтгэхэд тусалдаг чухал техник хангамжийн тохиргооны нэг гэж хэлж болно.

2. Лидар хэрхэн ажилладаг вэ?

Дараа нь лидар хэрхэн ажилладаг талаар ярилцъя.

Юуны өмнө бид lidar нь бие даан ажилладаггүй бөгөөд ерөнхийдөө лазер дамжуулагч, хүлээн авагч, инерцийн байрлал тогтоох, навигаци гэсэн гурван үндсэн модулиас бүрддэг гэдгийг тодруулах хэрэгтэй.Лидар ажиллаж байх үед лазер туяа цацруулна. Объекттой тулгарсны дараа лазерын гэрэл буцаж хугарч, CMOS мэдрэгчийг хүлээн авах бөгөөд ингэснээр биеэс саад хүртэлх зайг хэмжинэ.Зарчмын үүднээс авч үзвэл, та гэрлийн хурд болон ялгарахаас CMOS-ийн ойлголт хүртэлх хугацааг мэдэх шаардлагатай бол саадын зайг хэмжиж болно. Бодит цагийн GPS, инерцийн навигацийн мэдээлэл, лазер радарын өнцгийн тооцоололтой хослуулан систем нь урд байгаа объектын зайг олж авах боломжтой. Холхивч ба зайны мэдээллийг зохицуулах.

Дараа нь, хэрэв лидар нь нэг орон зайд тогтоосон өнцгөөр олон тооны лазерыг ялгаруулж чадвал саад тотгор дээр үндэслэн ойсон олон дохиог олж авах боломжтой.Цагийн хүрээ, лазер скан хийх өнцөг, GPS-ийн байршил, INS мэдээлэлтэй хослуулан өгөгдөл боловсруулсны дараа эдгээр мэдээллийг x, y, z координатуудтай нэгтгэж, зайны мэдээлэл, орон зайн байршлын мэдээлэл гэх мэт гурван хэмжээст дохио болно. Алгоритмуудын тусламжтайгаар систем нь шугам, гадаргуу, хэмжээ гэх мэт янз бүрийн холбогдох параметрүүдийг олж авах боломжтой бөгөөд ингэснээр гурван хэмжээст цэгийн үүлний зураглалыг үүсгэж, хүрээлэн буй орчны газрын зургийг зурж, машины "нүд" болж чаддаг.

3. Лидар аж үйлдвэрийн сүлжээ

1) Дамжуулагччип: 905nm EEL чип Osram-ийн давамгайлалыг өөрчлөхөд хэцүү байдаг ч VCSEL нь цахилгаан богино самбарыг олон уулзвараар дүүргэсний дараа бага өртөгтэй, бага температурт шилжих шинж чанартай тул дотоодын чип Changguang болох EEL-ийг аажмаар солих болно. Хуашин, Зонхуй Шингуан нар хөгжлийн боломжуудыг нээж өгсөн.

2) Хүлээн авагч: 905 нм маршрут нь илрүүлэх зайг нэмэгдүүлэх шаардлагатай тул SiPM болон SPAD гол чиг хандлага болох төлөвтэй байна. 1550нм нь APD-г үргэлжлүүлэн ашиглах бөгөөд холбогдох бүтээгдэхүүний босго харьцангуй өндөр байна. Одоогоор Sony, Hamamatsu, ON Semiconductor компаниуд голчлон монопольчлогдож байна. 1550 нм цөмийн Citrix болон 905 нм Nanjing Core Vision болон Lingming Photonics нь нэвтрэн ороход тэргүүлэгч байх төлөвтэй байна.

3) Шалгалт тохируулгын төгсгөл: Хагас дамжуулагчлазер нь жижиг резонаторын хөндийтэй, толбоны чанар муутай байдаг. Лидарын стандартыг хангахын тулд хурдан ба удаан тэнхлэгүүдийг оптик тохируулгад тохируулах шаардлагатай бөгөөд шугамын гэрлийн эх үүсвэрийн уусмалыг нэгэн төрлийн болгох шаардлагатай. Ганц лидарын үнэ хэдэн зуун юань байдаг.

4) TEC: Осрам нь EEL-ийн температурын шилжилтийг шийдсэн тул VCSEL нь бага температурын шилжилтийн шинж чанартай тул лидарт TEC хэрэггүй болсон.

5) Скан хийх төгсгөл: Эргэдэг толины гол саад нь цаг хугацааны хяналт бөгөөд MEMS процесс нь харьцангуй хэцүү байдаг. Шижин технологи нь хамгийн түрүүнд масс үйлдвэрлэлд хүрсэн.

4. Дотоодын бүтээгдэхүүнээр солигдох оддын далай

Лидарыг нутагшуулах нь барууны орнуудыг гацахаас сэргийлэхийн тулд дотоодын орлуулалт, технологийн бие даасан байдалд хүрэхээс гадна зардлыг бууруулах чухал хүчин зүйл юм.

Боломжийн үнэ бол зайлшгүй сэдэв боловч лидарын үнэ бага биш, нэг лидар машиныг машинд суурилуулахад 10 мянга орчим ам.доллар байдаг.

Лидарын өндөр өртөг нь үргэлж түүний сүүдэр хэвээр байсаар ирсэн, ялангуяа илүү дэвшилтэт лидарын шийдлүүдийн хувьд хамгийн том хязгаарлалт нь голчлон зардал юм; лидарыг салбарынхан үнэтэй технологи гэж үздэг бөгөөд Тесла лидарыг шүүмжлэх нь үнэтэй гэж шулуухан хэлсэн.

Lidar үйлдвэрлэгчид зардлаа бууруулахыг үргэлж эрэлхийлдэг бөгөөд технологи хөгжихийн хэрээр тэдний хүсэл зорилго нь аажмаар бодитой болж байна.Хоёр дахь үеийн ухаалаг томруулалтын лидар нь өндөр гүйцэтгэлтэй төдийгүй эхний үетэй харьцуулахад зардлыг гуравны хоёроор бууруулж, хэмжээ нь бага байна.Салбарын урьдчилсан мэдээгээр 2025 он гэхэд гадаадын дэвшилтэт лидар системийн дундаж үнэ тус бүр нь 700 орчим долларт хүрч магадгүй юм.

Лидарын салбарын өнөөгийн хөгжлийн чиг хандлага нь техник технологийн түвшин өдрөөс өдөрт боловсронгуй болж, нутагшуулах ажил аажмаар ойртож байгаа явдал юм.LiDAR-ийг нутагшуулах нь хэд хэдэн үе шатыг туулсан. Нэгдүгээрт, гадаадын компаниуд давамгайлсан. Дараа нь дотоодын компаниуд эхэлж жингээ нэмсэн. Одоо давамгайлал аажмаар дотоодын компаниуд руу ойртож байна.

Сүүлийн жилүүдэд бие даасан жолоодлогын давалгаа бий болж, дотоодын лидар үйлдвэрлэгчид аажмаар зах зээлд нэвтэрч байна. Дотоодын үйлдвэрлэлийн зориулалттай лидар бүтээгдэхүүн аажмаар түгээмэл болсон. Дотоодын ухаалаг цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд дотоодын лидар компаниуд ар араасаа гарч ирэв.

Мэдээллийн дагуу Sagitar Juchuang, Hesai Technology, Beike Tianhui, Leishen Intelligence гэх мэт дотоодын 20-30 радарын компани, мөн DJI, Huawei зэрэг электрон техник хангамжийн аваргууд, мөн уламжлалт автомашины сэлбэгийн аваргууд байх ёстой. .

Одоогийн байдлаар Хятадын Hesai, DJI, Sagitar Juchuang зэрэг үйлдвэрлэгчдийн гаргаж буй лидар бүтээгдэхүүний үнийн давуу тал илт харагдаж байгаа нь энэ салбарт АНУ зэрэг өндөр хөгжилтэй орнуудын тэргүүлэгч байр суурийг эвдэж байна.Мөн Focuslight Technology, Han's Laser, Guangku Technology, Luowei Technology, Hesai Technology, Zhongji Innolight, Kongwei Laser, Juxing Technology зэрэг компаниуд бий. Процесс ба үйлдвэрлэлийн туршлага нь лидарт инновацийг бий болгодог.

Одоогийн байдлаар үүнийг хоёр сургуульд хувааж болох бөгөөд нэг нь механик лидарыг хөгжүүлж байгаа, нөгөө нь хатуу төлөвт лидар бүтээгдэхүүнүүдийг шууд түгжиж байна.Өндөр хурдны бие даасан жолоодлогын салбарт Хэсай зах зээлд харьцангуй өндөр хувийг эзэлдэг; бага хурдтай бие даасан жолоодлогын салбарт Sagitar Juchuang гол үйлдвэрлэгч юм.

Бүхэл бүтэн аж үйлдвэрийн гинжин хэлхээний дээд ба доод урсгалын үүднээс авч үзвэл манай улс хэд хэдэн хүчирхэг аж ахуйн нэгжүүдийг хөгжүүлж, үндсэндээ бүрэн бүтэн аж үйлдвэрийн сүлжээг бүрдүүлсэн.Олон жилийн турш тасралтгүй хөрөнгө оруулалт хийж, туршлага хуримтлуулсны эцэст дотоодын радарын компаниуд өөрсдийн зах зээлийн сегментүүдэд гүнзгий хүчин чармайлт гаргаж, цэцэглэж буй цэцэгсийн зах зээлийн загварыг танилцуулсан.

Масс үйлдвэрлэл нь төлөвшлийн чухал үзүүлэлт юм. Бөөн үйлдвэрлэлд орсноор үнэ нь ч огцом буурч байна. DJI 2020 оны 8-р сард автомашины бие даасан жолоодлоготой лидарыг олноор үйлдвэрлэж, нийлүүлж, үнэ нь мянган юанийн түвшинд хүрснээ зарласан. ; Мөн Huawei 2016 онд lidar технологийн талаар урьдчилсан судалгаа хийж, 2017 онд прототипийн баталгаажуулалт хийж, 2020 онд олноор үйлдвэрлэх болно.

Импортын радартай харьцуулахад дотоодын аж ахуйн нэгжүүд нийлүүлэлт нь цаг алдалгүй, чиг үүрэг нь өөрчлөгддөг, үйлчилгээний хамтын ажиллагаа, сувгийн оновчтой байдлаараа давуу талтай.

Импортын лидарыг худалдан авах зардал харьцангуй өндөр байдаг. Тиймээс дотоодын лидарын хямд өртөг нь зах зээлийг эзлэх гол түлхүүр бөгөөд дотооддоо солих чухал хөдөлгөгч хүч юм. Мэдээжийн хэрэг, орон зайг багасгах, массын үйлдвэрлэлийн төлөвшил гэх мэт олон бодит асуудал Хятадад байсаар байна. Бизнесүүд олон сорилттой тулгарсаар байна.

Төрсөн цагаасаа хойш лидар үйлдвэр нь техникийн өндөр түвшний гайхалтай шинж чанарыг харуулсан.Сүүлийн жилүүдэд өндөр дэлгэрч буй шинэ технологи болох lidar технологи нь үнэндээ техникийн асар их саад бэрхшээлтэй тулгардаг.Технологи нь зах зээлд гарахыг хүсч буй компаниудын хувьд сорилт төдийгүй олон жилийн турш энэ салбарт ажиллаж байсан компаниудын хувьд ч гэсэн сорилт болдог.

Одоогийн байдлаар дотооддоо орлуулахын тулд лидар чипс, ялангуяа дохио боловсруулахад шаардлагатай эд ангиудыг голчлон импортоос авдаг тул дотоодын лидарын үйлдвэрлэлийн өртөг тодорхой хэмжээгээр өссөн байна. Гацсан хүзүүний төсөл асуудлыг шийдэхийн тулд бүх хүчээ дайчлан ажиллаж байна.

Дотоодын радарын компаниуд өөрсдийн техникийн хүчин зүйлээс гадна технологийн судалгаа, хөгжүүлэлтийн систем, тогтвортой нийлүүлэлтийн сүлжээ, масс үйлдвэрлэлийн чадавхи, ялангуяа борлуулалтын дараах чанарыг баталгаажуулах зэрэг цогц чадавхийг хөгжүүлэх шаардлагатай байна.

“Хятадад үйлдвэрлэв 2025” боломжийн хүрээнд сүүлийн жилүүдэд дотоодын үйлдвэрлэгчид гүйцэж, олон нээлт хийж байна.Өнөөгийн байдлаар нутагшуулах нь боломж, сорилтууд онцгой тодорхой болсон үе бөгөөд энэ нь лидарын импортыг орлох суурь үе шат юм.

Дөрөвдүгээрт, буух өргөдөл бол сүүлчийн үг юм

Лидарын хэрэглээ өсөх үеийг эхлүүлсэн гэж хэлэхэд хэтрүүлэг болохгүй бөгөөд түүний гол бизнес нь үйлдвэрлэлийн автоматжуулалт зэрэг дөрвөн том зах зээлээс ирдэг., ухаалаг дэд бүтэц, робот, автомашин.

Автономит жолоодлогын салбарт хүчтэй эрч хүч байгаа бөгөөд автомашины лидарын зах зээлд өндөр түвшний бие даасан жолоодлого нэвтэрч, хурдацтай өсөлтийг хадгалах болно.Олон автомашины компаниуд lidar шийдлүүдийг нэвтрүүлж, L3 ба L4 автомат жолоодлогын эхний алхамыг хийсэн.

2022 он нь L2-ээс L3/L4 рүү шилжих шилжилтийн цонх болж байна. Автономит жолоодлогын технологийн гол мэдрэгчийн хувьд лидар нь сүүлийн жилүүдэд холбогдох салбарт улам чухал үүрэг гүйцэтгэж байна. 2023 оноос эхлэн тээврийн хэрэгслийн лидар зам тасралтгүй хурдацтай өсөлтийн үе рүү орох төлөвтэй байна.

Үнэт цаасны судалгааны тайланд дурдсанаар, 2022 онд Хятадын суудлын автомашины лидар суурилуулсан хэмжээ 80 мянган нэгжээс давна. Манай улсын суудлын автомашины салбарын лидар зах зээлийн хэмжээ 2025 онд 26.1 тэрбум юань, 2030 он гэхэд 98 тэрбум юаньд хүрэх төлөвтэй байна.Тээврийн хэрэгслийн лидар нь эрэлт хэрэгцээ ихтэй үе рүү орсон бөгөөд зах зээлийн хэтийн төлөв маш өргөн байна.

Нисгэгчгүй бол сүүлийн жилүүдэд чиг хандлага болж байгаа бөгөөд нисгэгчгүй бол мэргэн ухааны нүд - навигацийн системтэй салшгүй холбоотой юм.Лазер навигаци нь технологи, бүтээгдэхүүний буултад харьцангуй боловсронгуй, нарийвчлалтай, ихэнх орчинд, ялангуяа харанхуй шөнө тогтвортой ажиллах боломжтой. Энэ нь мөн үнэн зөв илрүүлэх боломжтой. Энэ нь одоогоор хамгийн тогтвортой, түгээмэл байршил тогтоох, навигацийн арга юм.Товчхондоо хэрэглээний хувьд лазерын навигацийн зарчим нь энгийн, технологи нь төлөвшсөн.

Нисгэгчгүй, барилга, уул уурхай, эрсдэлийг арилгах, үйлчилгээ, хөдөө аж ахуй, сансар судлал, цэргийн хэрэглээний салбарт нэвтэрсэн. Лидар нь энэ орчинд түгээмэл навигацийн арга болсон.

2019 оноос эхлэн үйлдвэрт прототип туршилт хийхээс илүүтэй дотоодын радаруудыг хэрэглэгчдийн бодит төсөлд ашиглах болсон.2019 он бол дотоодын лидар компаниудын хувьд чухал үе юм. Зах зээлийн хэрэглээний программууд аажмаар төслийн бодит байдалд орж, илүү өргөн хэрэглээний хувилбарууд болон хамрах хүрээг тэлж, төрөлжсөн зах зээлийг эрэлхийлж, компаниудын нийтлэг сонголт болж байна. .

Лидарын хэрэглээ аажмаар өргөн тархсан бөгөөд үүнд жолоочгүй үйлдвэрлэл, үйлчилгээний робот орноаж үйлдвэр, тээврийн хэрэгслийн интернет үйлдвэрлэл, ухаалаг тээвэр, ухаалаг хот. Лидар болон дронуудын хослол нь далай, мөсөн бүрхүүл, ойн газрын зургийг зурах боломжтой.

Ухаалаг ложистикийн хамгийн чухал шинж чанар бол нисгэгчгүй юм. Ухаалаг логистикийг тээвэрлэх, түгээхэд олон тооны нисгэгчгүй технологи, хөдөлгөөнт логистикийн роботууд, нисгэгчгүй буухиа тээврийн хэрэгсэл, гол гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь лидар юм.

Ухаалаг логистикийн салбарт lidar-ийн хэрэглээний цар хүрээ өдрөөс өдөрт нэмэгдэж байна. Харьцахаас эхлээд агуулах, ложистик хүртэл lidar-ыг бүрэн хамруулж, ухаалаг порт, ухаалаг тээвэр, ухаалаг аюулгүй байдал, ухаалаг үйлчилгээ, хотын ухаалаг засаглалд хүргэх боломжтой.

Боомтууд гэх мэт логистикийн хувилбаруудад lidar нь ачааг барьж авах нарийвчлалыг баталгаажуулж, боловсон хүчний үйл ажиллагааны хүндрэлийг бууруулж чадна.Тээврийн хувьд lidar нь өндөр хурдны төлбөртэй хаалгыг илрүүлэхэд тусалж, хажуугаар өнгөрч буй тээврийн хэрэгслийг шаардлагад нийцүүлэхийг баталгаажуулдаг.Аюулгүй байдлын хувьд лидар нь янз бүрийн аюулгүй байдлын хяналтын төхөөрөмжийн нүд болж чаддаг.

Аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн салбарт лидарын үнэ цэнийг байнга онцолж байдаг. Үйлдвэрлэлийн шугамд энэ нь материалын хяналтын үүргийг суллаж, автомат ажиллагааг хангах боломжтой.

Лидар (Гэрлийг илрүүлэх ба хүрээлэх) нь фотограмметр гэх мэт уламжлалт хэмжилтийн аргуудаас хямд өртөгтэй хувилбар болж улам бүр нэмэгдэж буй оптик алсын зайнаас тандан судлах технологи юм.Сүүлийн жилүүдэд лидар болон дронууд олон янзын хэрэглээний талбарт хосолсон нударга хэлбэрээр гарч ирсэн бөгөөд ихэвчлэн 1+1>2 үр нөлөөг бий болгодог.

Лидарын техникийн маршрут байнга сайжирч байна. Бүх төрлийн хэрэглээний хэрэгцээг хангахуйц ерөнхий lidar архитектур байдаггүй. Олон төрлийн програмууд нь өөр өөр хэлбэрийн хүчин зүйл, харах талбар, хүрээний нарийвчлал, эрчим хүчний хэрэглээ, өртөг зардалтай байдаг. шаардах.

Lidar нь давуу талтай ч давуу талыг хэрхэн нэмэгдүүлэх вэ гэдэг нь техникийн дэмжлэг шаарддаг. Ухаалаг томруулдаг лидар нь гурван хэмжээст стерео дүрсийг бүтээж, харааны шугамын арын гэрэлтүүлэг, жигд бус объектыг тодорхойлоход бэрхшээлтэй гэх мэт онцгой нөхцөл байдлыг төгс шийдэж чадна.Технологи хөгжихийн хэрээр lidar нь олон гэнэтийн хэрэглээний талбарт үүрэг гүйцэтгэж, бидэнд илүү олон сюрпризийг авчрах болно.

Өртөг өндөр болсон өнөө үед өндөр үнэтэй радарууд хэзээ ч гол зах зээлийн сонголт байгаагүй. Ялангуяа L3 бие даасан жолоодлогын хэрэглээнд гадаадын радарын өндөр өртөг нь түүнийг хэрэгжүүлэхэд хамгийн том саад болж байна. Дотоодын радарын импортыг орлох зайлшгүй шаардлагатай.

Лидар нь үргэлж шинээр гарч ирж буй технологийг хөгжүүлэх, ашиглах төлөөлөгч байсаар ирсэн. Технологи боловсорч гүйцсэн эсэх нь түүний хэрэглээ, масс үйлдвэрлэлийг дэмжихтэй холбоотой.Боловсорч гүйцсэн технологи нь зөвхөн боломжтой төдийгүй эдийн засгийн зардалд нийцсэн, янз бүрийн хувилбарт дасан зохицож, хангалттай аюулгүй байх ёстой.

Технологийн хэдэн жилийн хуримтлалын дараа шинэ лидар бүтээгдэхүүнүүд тасралтгүй гарч ирсэн бөгөөд технологийн дэвшлийг дагаад тэдгээрийн хэрэглээ улам бүр өргөн хүрээтэй болж байна.Хэрэглээний хувилбарууд мөн нэмэгдэж байгаа бөгөөд зарим бүтээгдэхүүнийг Европ, АНУ-ын томоохон зах зээлд экспортолжээ.

Мэдээжийн хэрэг, лидар компаниуд эрэлтийн тодорхойгүй байдал, үрчлэгчид олноор үйлдвэрлэлээ өргөжүүлэх урт хугацаа, ханган нийлүүлэгчийн хувьд лидар бодит орлого олох урт хугацаа зэрэг эрсдэлтэй тулгардаг.

Лидарын салбарт олон жил хуримтлуулсан дотоодын компаниуд зах зээлийн сегментдээ гүн гүнзгий ажиллах боловч зах зээлд илүү их хувийг эзлэхийг хүсч байгаа бол өөрсдийн технологийн хуримтлалыг нэгтгэж, үндсэн технологид гүн гүнзгий нэвтэрч, хөгжүүлж, сайжруулах ёстой. бүтээгдэхүүн. Чанар, тогтвортой байдал нь шаргуу ажилладаг.