Co to jest lidar i jak działa lidar?

　　1. Co to jest Lidar?

Różne firmy samochodowe kładą nacisk na lidar, więc najpierw musimy zrozumieć, czym jest lidar?

LIDAR – Lidar, to czujnik,zwane „oko robota”, jest ważnym czujnikiem integrującym laserowe, pozycjonujące GPS i inercyjne urządzenia pomiarowe. Metoda zwracająca czas wymagany do pomiaru odległości jest w zasadzie podobna do metody radarowej, z tą różnicą, że zamiast fal radiowych stosowane są lasery.Można powiedzieć, że lidar jest jedną z ważnych konfiguracji sprzętowych, które pomagają samochodom osiągnąć zaawansowane funkcje inteligentnego wspomagania jazdy.

2. Jak działa lidar?

Następnie porozmawiajmy o tym, jak działa lidar.

Przede wszystkim musimy wyjaśnić, że lidar nie działa niezależnie i zasadniczo składa się z trzech głównych modułów: nadajnika laserowego, odbiornika oraz pozycjonowania i nawigacji inercyjnej.Kiedy lidar działa, emituje światło laserowe. Po napotkaniu obiektu światło lasera zostanie załamane i odebrane przez czujnik CMOS, mierząc w ten sposób odległość od ciała do przeszkody.Z podstawowego punktu widzenia, jeśli musisz znać prędkość światła i czas od emisji do percepcji CMOS, możesz zmierzyć odległość przeszkody. W połączeniu z systemem GPS działającym w czasie rzeczywistym, informacjami z nawigacji inercyjnej i obliczeniem kąta radaru laserowego, system może określić odległość do obiektu znajdującego się przed nim. Informacje o współrzędnych i odległości.

Następnie, jeśli lidar może emitować wiele laserów pod określonym kątem w tej samej przestrzeni, może uzyskać wiele odbitych sygnałów w oparciu o przeszkody.W połączeniu z zakresem czasu, kątem skanowania lasera, pozycją GPS i informacjami INS, po przetworzeniu danych, informacje te zostaną połączone ze współrzędnymi x, y, z w celu uzyskania trójwymiarowego sygnału z informacjami o odległości, informacjami o położeniu przestrzennym itp. Łączenie algorytmów system może uzyskiwać różne powiązane parametry, takie jak linie, powierzchnie i objętości, tworząc w ten sposób trójwymiarową mapę chmury punktów i rysując mapę środowiska, która może stać się „oczami” samochodu.

3. Łańcuch przemysłu Lidar

1) Nadajnikżeton: Chip EEL 905 nm Dominację Osrama trudno zmienić, ale po tym, jak VCSEL zapełni płytkę zasilającą w procesie wielozłączowym, ze względu na niski koszt i charakterystykę dryfu w niskiej temperaturze, stopniowo zacznie zastępować EEL, krajowy chip Changguang Huaxin, Zonghui Xinguang zapoczątkowali możliwości rozwoju.

2) Odbiornik: Ponieważ trasa 905 nm musi zwiększać odległość wykrywania, oczekuje się, że SiPM i SPAD staną się głównym trendem. 1550nm będzie nadal korzystać z APD, a próg dla powiązanych produktów jest stosunkowo wysoki. Obecnie jest zmonopolizowany głównie przez Sony, Hamamatsu i ON Semiconductor. Oczekuje się, że wiodącą rolę w przełamaniu przejmą rdzenie Citrix 1550 nm oraz Nanjing Core Vision i Lingming Photonics 905 nm.

3) Koniec kalibracji: półprzewodnikLaser ma małą wnękę rezonatora i słabą jakość plamki. Aby spełnić standard lidarowy, osie szybka i wolna muszą być wyrównane w celu kalibracji optycznej, a roztwór liniowego źródła światła musi zostać zhomogenizowany. Wartość pojedynczego lidara to setki juanów.

4) TEC: Ponieważ Osram rozwiązał problem dryfu temperaturowego EEL, VCSEL ma naturalnie charakterystykę dryfu w niskiej temperaturze, więc lidar nie potrzebuje już TEC.

5) Koniec skanowania: Główną barierą obracającego się zwierciadła jest kontrola czasu, a proces MEMS jest stosunkowo trudny. Firma Xijing Technology jako pierwsza osiągnęła masową produkcję.

4. Morze gwiazd w ramach wymiany produktów krajowych

Lokalizacja lidaru ma nie tylko na celu osiągnięcie krajowej substytucji i niezależności technologicznej, aby zapobiec utknięciu krajów zachodnich, ale także ważnym czynnikiem jest redukcja kosztów.

Przystępna cena to temat nieunikniony, jednak cena lidaru nie jest niska, koszt montażu pojedynczego lidara w samochodzie to około 10 000 dolarów.

Wysoki koszt lidaru zawsze był jego cieniem, szczególnie w przypadku bardziej zaawansowanych rozwiązań lidarowych, największym ograniczeniem są głównie koszty; lidar jest uważany przez branżę za kosztowną technologię, a Tesla bez ogródek stwierdził, że krytykowanie lidaru jest drogie.

Producenci Lidarów zawsze dążą do obniżenia kosztów, a wraz z rozwojem technologii ich ideały stopniowo stają się rzeczywistością.Inteligentny lidar z zoomem drugiej generacji ma nie tylko lepszą wydajność, ale także zmniejsza koszty o dwie trzecie w porównaniu z pierwszą generacją i jest mniejszy.Według prognoz branżowych do 2025 roku średnia cena zagranicznych zaawansowanych systemów lidarowych może osiągnąć około 700 dolarów za sztukę.

Obecny trend rozwojowy branży lidarowej jest taki, że poziom techniczny z dnia na dzień staje się coraz bardziej dojrzały, a lokalizacja stopniowo się zbliża.Lokalizacja LiDAR-u przeszła kilka etapów. Po pierwsze, dominowały w nim firmy zagraniczne. Później zaczęły działać firmy krajowe i zwiększały swoją wagę. Obecnie dominacja stopniowo zbliża się do firm krajowych.

W ostatnich latach pojawiła się fala jazdy autonomicznej, a na rynek stopniowo wkraczali lokalni producenci lidarów. Krajowe produkty lidarowe klasy przemysłowej stopniowo zyskują na popularności. W krajowych inteligentnych pojazdach elektrycznych pojawiały się jedna po drugiej lokalne firmy lidarowe.

Według informacji powinno istnieć 20 lub 30 krajowych firm radarowych, takich jak Sagitar Juchuang, Hesai Technology, Beike Tianhui, Leishen Intelligence itp., a także giganci sprzętu elektronicznego, tacy jak DJI i Huawei, a także giganci tradycyjnych części samochodowych .

Obecnie przewagi cenowe produktów lidarowych wprowadzanych na rynek przez chińskich producentów takich jak Hesai, DJI, Sagitar Juchuang są oczywiste, przełamując wiodącą pozycję krajów rozwiniętych, takich jak Stany Zjednoczone, w tej dziedzinie.Istnieją również takie firmy, jak Focuslight Technology, Han's Laser, Guangku Technology, Luowei Technology, Hesai Technology, Zhongji Innolight, Kongwei Laser i Juxing Technology. Doświadczenie w procesie i produkcji napędza innowacje w lidarze.

Obecnie można go podzielić na dwie szkoły, jedna opracowuje lidar mechaniczny, a druga bezpośrednio blokuje produkty lidarowe w stanie stałym.W dziedzinie szybkiej jazdy autonomicznej Hesai ma stosunkowo duży udział w rynku; w dziedzinie autonomicznej jazdy przy niskich prędkościach głównym producentem jest Sagitar Juchuang.

Z punktu widzenia wyższego i niższego szczebla całego łańcucha przemysłowego, mój kraj rozwinął wiele potężnych przedsiębiorstw i utworzył w zasadzie kompletny łańcuch przemysłowy.Po latach ciągłych inwestycji i gromadzenia doświadczeń krajowe firmy radarowe poczyniły dogłębne wysiłki w swoich segmentach rynku, prezentując rynkowy wzór kwitnących kwiatów.

Produkcja masowa jest ważnym wskaźnikiem dojrzałości. Wraz z wejściem do masowej produkcji cena również gwałtownie spada. W sierpniu 2020 roku DJI ogłosiło, że osiągnęło masową produkcję i dostawy samochodowego lidara do autonomicznej jazdy, a cena spadła do poziomu tysiąca juanów. ; Huawei w 2016 r. przeprowadzi badania wstępne nad technologią lidarową, w 2017 r. dokona weryfikacji prototypu, a w 2020 r. osiągnie masową produkcję.

W porównaniu z importowanymi radarami krajowe firmy mają przewagę w zakresie terminowości dostaw, dostosowywania funkcji, współpracy serwisowej i racjonalności kanałów.

Koszt zakupu importowanego lidaru jest stosunkowo wysoki. Dlatego niski koszt krajowego lidaru jest kluczem do zajęcia rynku i ważną siłą napędową krajowej wymiany. Oczywiście wiele praktycznych problemów, takich jak przestrzeń redukcji kosztów i dojrzałość do produkcji masowej, nadal występuje w Chinach. Przedsiębiorstwa wciąż muszą stawić czoła wielu wyzwaniom.

Od chwili swoich narodzin przemysł lidarowy wykazywał wyjątkowe cechy i wysoki poziom techniczny.Jako nowa technologia ciesząca się dużą popularnością w ostatnich latach, technologia lidarowa ma w rzeczywistości ogromne bariery techniczne.Technologia to nie tylko wyzwanie dla firm chcących wejść na rynek, ale także wyzwanie dla firm, które są na nim od wielu lat.

Obecnie w przypadku zamienników krajowych, ponieważ chipy lidarowe, zwłaszcza komponenty wymagane do przetwarzania sygnału, opierają się głównie na imporcie, w pewnym stopniu podniosło to koszty produkcji krajowych lidarów. Projekt zablokowanej szyi robi wszystko, aby rozwiązać problem.

Oprócz własnych czynników technicznych krajowe firmy radarowe muszą również rozwijać wszechstronne możliwości, w tym systemy badań i rozwoju technologii, stabilne łańcuchy dostaw i możliwości produkcji masowej, zwłaszcza możliwości zapewnienia jakości po sprzedaży.

Dzięki możliwości „Made in China 2025″ krajowi producenci nadrabiają zaległości w ostatnich latach i dokonali wielu przełomów.Obecnie lokalizacja znajduje się w okresie, w którym szanse i wyzwania są szczególnie wyraźne i stanowi podstawowy etap substytucji importu lidaru.

Po czwarte, ostatnie słowo należy do wniosku o lądowanie

Nie będzie przesadą stwierdzenie, że zastosowanie lidaru zapoczątkowało okres wzrostu, a jego główna działalność pochodzi głównie z czterech głównych rynków, a mianowicie automatyki przemysłowej, inteligentna infrastruktura, roboty i samochody.

W dziedzinie autonomicznej jazdy panuje duży rozmach, a rynek lidarów motoryzacyjnych skorzysta na penetracji autonomicznej jazdy na wysokim poziomie i utrzyma szybki wzrost.Wiele firm samochodowych przyjęło rozwiązania lidarowe, robiąc pierwszy krok w kierunku autonomicznej jazdy na poziomie L3 i L4.

Rok 2022 staje się oknem przejściowym z L2 na L3/L4. Jako kluczowy czujnik technologii jazdy autonomicznej, lidar odgrywa w ostatnich latach coraz ważniejszą rolę w pokrewnych dziedzinach. Oczekuje się, że od 2023 roku tor lidarowy pojazdów wejdzie w okres ciągłego szybkiego wzrostu.

Według raportu z badania papierów wartościowych w 2022 r. liczba instalacji lidarów w samochodach osobowych w Chinach przekroczy 80 000 sztuk. Oczekuje się, że wielkość rynku lidarów w segmencie samochodów osobowych w moim kraju osiągnie 26,1 miliarda juanów w 2025 r. i 98 miliardów juanów do 2030 r.Lidar samochodowy wszedł w okres gwałtownego popytu, a perspektywy rynkowe są bardzo szerokie.

Bezzałogowy to trend ostatnich lat, a bezzałogowy jest nierozerwalnie związany z oczami mądrości – systemem nawigacji.Nawigacja laserowa jest stosunkowo dojrzała pod względem technologii i lądowania produktów, ma dokładny zasięg i może działać stabilnie w większości środowisk, szczególnie w ciemnej nocy. Może również utrzymywać dokładne wykrywanie. Jest to obecnie najbardziej stabilna i popularna metoda pozycjonowania i nawigacji.Krótko mówiąc, jeśli chodzi o zastosowanie, zasada nawigacji laserowej jest prosta, a technologia dojrzała.

Bezzałogowy przeniknął do dziedzin budownictwa, górnictwa, eliminacji zagrożeń, usług, rolnictwa, eksploracji kosmosu i zastosowań wojskowych. Lidar stał się powszechną metodą nawigacji w tym środowisku.

Od 2019 roku coraz więcej krajowych radarów znajduje zastosowanie w rzeczywistych projektach klientów, a nie tylko w testach prototypów w warsztacie.Rok 2019 to kluczowy przełom dla krajowych firm lidarowych. Zastosowania rynkowe stopniowo weszły do ​​rzeczywistych przypadków projektowych, rozszerzając szersze scenariusze i zakres zastosowań, poszukując zróżnicowanych rynków i stając się powszechnym wyborem dla firm. .

Zastosowanie lidaru staje się stopniowo powszechne, w tym w przemyśle autonomicznym, robotach usługowychprzemysł, przemysł Internetu pojazdów, inteligentny transport i inteligentne miasto. Połączenie lidaru i dronów umożliwia także rysowanie map oceanów, czap lodowych i lasów.

Bezzałogowość to najważniejsza cecha inteligentnej logistyki. W transporcie i dystrybucji inteligentnej logistyki znajdzie zastosowanie duża liczba technologii bezzałogowych – mobilne roboty logistyczne i bezzałogowe pojazdy ekspresowe, których głównym elementem jest lidar.

W dziedzinie inteligentnej logistyki zakres zastosowań lidaru również rośnie z dnia na dzień. Niezależnie od tego, czy chodzi o obsługę, magazynowanie czy logistykę, lidar może być w pełni objęty i rozszerzony na inteligentne porty, inteligentny transport, inteligentne bezpieczeństwo, inteligentne usługi i inteligentne zarządzanie miastami.

W scenariuszach logistycznych, takich jak porty, lidar może zapewnić dokładność przechwytywania ładunku i zmniejszyć trudność operacji personelu.Jeśli chodzi o transport, lidar może pomóc w wykryciu bramek poboru opłat przy dużych prędkościach i zapewnić, że przejeżdżające pojazdy spełniają wymagania.Pod względem bezpieczeństwa lidar może stać się oczami różnych urządzeń monitorujących bezpieczeństwo.

W dziedzinie produkcji przemysłowej stale podkreślana jest wartość lidaru. Na linii produkcyjnej może zwolnić rolę monitorowania materiału i zapewnić automatyczną pracę.

Lidar (wykrywanie i określanie zasięgu światła) to optyczna technologia teledetekcji, która coraz częściej staje się opłacalną alternatywą dla tradycyjnych technik geodezyjnych, takich jak fotogrametria.W ostatnich latach lidar i drony często pojawiały się w różnych obszarach zastosowań w postaci połączonej pięści, często dając efekt 1+1>2.

Droga techniczna lidaru jest stale udoskonalana. Nie ma ogólnej architektury lidarowej, która mogłaby zaspokoić potrzeby wszystkich różnych aplikacji. Wiele różnych zastosowań ma różne współczynniki kształtu, pola widzenia, rozdzielczość zasięgu, zużycie energii i koszt. Wymagać.

Lidar ma swoje zalety, ale jak zmaksymalizować zalety, wymaga wsparcia technicznego. Inteligentny lidar zoom potrafi konstruować trójwymiarowe obrazy stereo, doskonale rozwiązując ekstremalne scenariusze, takie jak podświetlenie linii wzroku i trudności w identyfikacji nieregularnych obiektów.Wraz z rozwojem technologii lidar odegra swoją rolę w wielu nieoczekiwanych obszarach zastosowań, przynosząc nam kolejne niespodzianki.

W dzisiejszych czasach, gdy najważniejszy jest koszt, drogie radary nigdy nie były wybierane przez rynek głównego nurtu. Zwłaszcza w zastosowaniu autonomicznej jazdy L3 największą przeszkodą w jej wdrożeniu jest wciąż wysoki koszt zagranicznych radarów. Konieczne jest zastąpienie importu radarów krajowych.

Lidar zawsze był przedstawicielem rozwoju i zastosowania nowych technologii. To, czy technologia jest dojrzała, czy nie, zależy od jej zastosowania i promocji masowej produkcji.Dojrzała technologia jest nie tylko dostępna, ale także zgodna z kosztami ekonomicznymi, dostosowuje się do różnych scenariuszy i jest wystarczająco bezpieczna.

Po kilku latach kumulacji technologii, stale wprowadzane są na rynek nowe produkty lidarowe, a wraz z postępem technologii ich zastosowania stają się coraz szersze.Scenariusze zastosowań również rosną, a niektóre produkty zostały wyeksportowane na główne rynki w Europie i Stanach Zjednoczonych.

Oczywiście firmy produkujące lidar stoją również przed następującym ryzykiem: niepewność co do popytu, długi czas potrzebny na wprowadzenie rozwiązania na skalę masową oraz dłuższy czas, w którym lidar może wygenerować rzeczywiste przychody jako dostawca.

Krajowe firmy, które od wielu lat akumulują się w dziedzinie lidaru, będą głęboko pracować w swoich segmentach rynku, ale jeśli chcą zająć więcej udziałów w rynku, muszą połączyć własną akumulację technologii, zagłębić się w podstawowe technologie oraz rozwijać i ulepszać produkty. Jakość i stabilność ciężko pracują.