Ce este lidar și cum funcționează lidar?

　　1. Ce este Lidar?

Diverse companii auto pun accent pe lidar, așa că trebuie să înțelegem mai întâi ce este lidar?

LIDAR – Lidar, este un senzor,cunoscut sub numele de „ochiul unui robot”, este un senzor important care integrează dispozitive laser, de poziționare GPS și de măsurare inerțială. Metoda care returnează timpul necesar pentru măsurarea distanței este similară în principiu cu radarul, cu excepția faptului că se folosesc lasere în locul undelor radio.Se poate spune că lidar este una dintre configurațiile hardware importante pentru a ajuta mașinile să atingă funcții inteligente de conducere asistată la nivel înalt.

2. Cum funcționează lidar?

În continuare, să vorbim despre cum funcționează lidar.

În primul rând, trebuie să clarificăm faptul că lidar nu funcționează independent și, în general, constă din trei module principale: emițător laser, receptor și poziționare și navigare inerțială.Când lidarul funcționează, va emite lumină laser. După întâlnirea unui obiect, lumina laser va fi refractată înapoi și primită de senzorul CMOS, măsurând astfel distanța de la corp la obstacol.Din punct de vedere al principiului, atâta timp cât trebuie să cunoașteți viteza luminii și timpul de la emisie până la percepția CMOS, puteți măsura distanța obstacolului. Combinat cu GPS în timp real, informații de navigare inerțială și calculul unghiului radarului laser, sistemul poate obține distanța obiectului din față. Coordonați informația privind direcția și distanța.

Apoi, dacă un lidar poate emite mai multe lasere la un unghi stabilit în același spațiu, poate obține mai multe semnale reflectate pe baza obstacolelor.În combinație cu intervalul de timp, unghiul de scanare laser, poziția GPS și informațiile INS, după procesarea datelor, aceste informații vor fi combinate cu coordonatele x, y, z pentru a deveni un semnal tridimensional cu informații despre distanță, informații despre poziție spațială etc. Algoritmii, sistemul poate obține diferiți parametri înrudiți, cum ar fi linii, suprafețe și volume, stabilind astfel o hartă tridimensională a norilor de puncte și desenând o hartă a mediului, care poate deveni „ochii” mașinii.

3. Lanțul industrial Lidar

1) Transmițătorcip: Dominanța cipului EEL de 905nm Osram este dificil de schimbat, dar după ce VCSEL umple placa scurtă de putere prin procesul multi-joncțiune, datorită costului său scăzut și caracteristicilor de derive la temperatură scăzută, va realiza treptat înlocuirea EEL, cipul intern Changguang Huaxin , Zonghui Xinguang a inaugurat oportunități de dezvoltare.

2) Receptor: Deoarece ruta de 905 nm trebuie să mărească distanța de detectare, este de așteptat ca SiPM și SPAD să devină o tendință majoră. 1550nm va continua să folosească APD, iar pragul pentru produsele conexe este relativ ridicat. În prezent, este monopolizat în principal de Sony, Hamamatsu și ON Semiconductor. Miezul de 1550nm Citrix și 905nm Nanjing Core Vision și Lingming Photonics sunt de așteptat să preia conducerea în demersuri.

3) Sfârșit de calibrare: semiconductorullaserul are o cavitate rezonatoare mică și o calitate slabă a spotului. Pentru a îndeplini standardul lidar, axele rapide și lente trebuie aliniate pentru calibrarea optică, iar soluția de sursă de lumină de linie trebuie omogenizată. Valoarea unui singur lidar este de sute de yuani.

4) TEC: Deoarece Osram a rezolvat deviația de temperatură a EEL, VCSEL are în mod natural caracteristici de derive a temperaturii scăzute, astfel încât lidar nu mai are nevoie de TEC.

5) Sfârșitul scanării: bariera principală a oglinzii rotative este controlul temporizării, iar procesul MEMS este relativ dificil. Xijing Technology este prima care realizează producția de masă.

4. Marea de stele sub înlocuirea produselor interne

Localizarea lidar nu este doar pentru a obține substituția internă și independența tehnologică pentru a preveni blocarea țărilor occidentale, ci și un factor important este reducerea costurilor.

Prețul accesibil este un subiect de neocolit, cu toate acestea, prețul lidarului nu este scăzut, costul instalării unui singur dispozitiv lidar într-o mașină este de aproximativ 10.000 de dolari SUA.

Costul ridicat al lidarului a fost întotdeauna umbra sa persistentă, în special pentru soluțiile lidar mai avansate, cea mai mare constrângere este în principal costul; Lidar este considerată o tehnologie costisitoare de către industrie, iar Tesla a declarat direct că criticarea lidarului este costisitoare.

Producătorii Lidar caută mereu să reducă costurile și, pe măsură ce tehnologia evoluează, idealurile lor devin treptat realitate.Lidarul inteligent cu zoom din a doua generație nu numai că are performanțe superioare, dar reduce și costul cu două treimi față de prima generație și este mai mic ca dimensiune.Conform previziunilor industriei, până în 2025, prețul mediu al sistemelor lidar avansate străine poate ajunge la aproximativ 700 USD fiecare.

Tendința actuală de dezvoltare a industriei lidar este că nivelul tehnic devine din ce în ce mai matur pe zi ce trece, iar localizarea se apropie treptat.Localizarea LiDAR a trecut prin mai multe etape. În primul rând, a fost dominată de companii străine. Ulterior, companiile autohtone au început și și-au crescut greutatea. Acum, dominația se apropie treptat de companiile autohtone.

În ultimii ani, a apărut valul conducerii autonome, iar producătorii locali de lidar au intrat treptat pe piață. Produsele domestice de calitate industrială lidar au devenit treptat populare. În vehiculele electrice inteligente autohtone, companiile locale de lidar au apărut una după alta.

Potrivit informațiilor, ar trebui să existe 20 sau 30 de companii radare interne, cum ar fi Sagitar Juchuang, Hesai Technology, Beike Tianhui, Leishen Intelligence etc., precum și giganți de hardware electronic precum DJI și Huawei, precum și giganți tradiționali de piese auto. .

În prezent, avantajele de preț ale produselor lidar lansate de producători chinezi precum Hesai, DJI și Sagitar Juchuang sunt evidente, rupând poziția de lider a țărilor dezvoltate precum Statele Unite în acest domeniu.Există, de asemenea, companii precum Focuslight Technology, Han's Laser, Guangku Technology, Luowei Technology, Hesai Technology, Zhongji Innolight, Kongwei Laser și Juxing Technology. Experiența în proces și producție stimulează inovația în lidar.

În prezent, poate fi împărțit în două școli, una dezvoltă lidar mecanic, iar cealaltă blochează direct produse lidar în stare solidă.În domeniul conducerii autonome de mare viteză, Hesai are o cotă de piață relativ mare; în domeniul condusului autonom la viteză mică, Sagitar Juchuang este principalul producător.

Din perspectiva amonte și aval a întregului lanț industrial, țara mea a cultivat o serie de întreprinderi puternice și a format un lanț industrial practic complet.După ani de investiții persistente și acumulare de experiență, companiile autohtone de radare au depus eforturi aprofundate pe segmentele de piață respective, prezentând un model de piață de flori înflorite.

Producția de masă este un indicator important al maturității. Odată cu intrarea în producția de masă, și prețul scade brusc. DJI a anunțat în august 2020 că a realizat producția în masă și furnizarea de lidar auto cu conducere autonomă, iar prețul a scăzut la nivelul de o mie de yuani. ; Și Huawei, în 2016, să efectueze cercetări prealabile asupra tehnologiei lidar, să facă verificarea prototipului în 2017 și să realizeze producția de masă în 2020.

În comparație cu radarele importate, companiile naționale au avantaje în ceea ce privește oportunitatea furnizării, personalizarea funcțiilor, cooperarea în servicii și raționalitatea canalelor.

Costul de achiziție al lidarului importat este relativ mare. Prin urmare, costul scăzut al lidarului intern este cheia pentru ocuparea pieței și o forță motrice importantă pentru înlocuirea internă. Desigur, multe probleme practice, cum ar fi spațiul de reducere a costurilor și maturitatea producției de masă, sunt încă în China. Întreprinderile încă mai trebuie să facă față multor provocări.

De la naștere, industria lidar a demonstrat caracteristicile remarcabile de nivel tehnic înalt.Fiind o tehnologie emergentă cu o mare popularitate în ultimii ani, tehnologia lidar are de fapt mari bariere tehnice.Tehnologia nu este doar o provocare pentru companiile care doresc să intre pe piață, ci și o provocare pentru companiile care sunt în ea de mulți ani.

În prezent, pentru înlocuirea internă, deoarece cipurile lidar, în special componentele necesare procesării semnalului, se bazează în principal pe importuri, acest lucru a crescut costul de producție al lidarurilor interne într-o anumită măsură. Proiectul de gât blocat face totul pentru a rezolva problema.

Pe lângă propriii factori tehnici, companiile locale de radar trebuie să cultive și capacități cuprinzătoare, inclusiv sisteme de cercetare și dezvoltare tehnologică, lanțuri de aprovizionare stabile și capacități de producție în masă, în special capacități de asigurare a calității post-vânzare.

Cu ocazia „Made in China 2025”, producătorii autohtoni au ajuns din urmă în ultimii ani și au făcut multe descoperiri.În prezent, localizarea se află într-o perioadă în care oportunitățile și provocările sunt deosebit de clare și este etapa de bază a substituției importurilor lidar.

În al patrulea rând, cererea de aterizare este ultimul cuvânt

Nu este exagerat să spunem că aplicarea lidarului a dus la o perioadă de creștere, iar activitatea sa principală provine în principal din patru piețe majore, și anume automatizarea industrială., infrastructură inteligentă, roboți și automobile.

Există un impuls puternic în domeniul conducerii autonome, iar piața lidar auto va beneficia de pătrunderea condusului autonom la nivel înalt și va menține o creștere rapidă.Multe companii auto au adoptat soluții lidar, făcând primul pas către conducerea autonomă L3 și L4.

2022 devine fereastra de tranziție de la L2 la L3/L4. Ca senzor cheie de bază al tehnologiei de conducere autonomă, lidar a jucat un rol din ce în ce mai important în domenii conexe în ultimii ani. Este de așteptat ca din 2023, lidarul vehiculului să intre într-o perioadă continuă de creștere rapidă.

Potrivit unui raport de cercetare a valorilor mobiliare, în 2022, instalațiile lidar pentru autoturisme din China vor depăși 80.000 de unități. Este de așteptat ca spațiul de pe piața lidar din domeniul autoturismelor din țara mea să ajungă la 26,1 miliarde de yuani în 2025 și la 98 de miliarde de yuani până în 2030.Lidarul vehiculelor a intrat într-o perioadă de cerere explozivă, iar perspectiva pieței este foarte largă.

Unmanned este o tendință în ultimii ani, iar unmanned este inseparabil de ochii înțelepciunii – sistemul de navigație.Navigația cu laser este relativ matură în tehnologie și aterizare a produsului și are o rază precisă și poate funcționa stabil în majoritatea mediilor, în special în noaptea întunecată. De asemenea, poate menține o detecție precisă. În prezent, este cea mai stabilă și curentă metodă de poziționare și navigare.Pe scurt, în ceea ce privește aplicarea, principiul navigației cu laser este simplu, iar tehnologia este matură.

Fără echipaj, a pătruns în domeniile construcțiilor, mineritului, eliminării riscurilor, serviciilor, agriculturii, explorării spațiului și aplicațiilor militare. Lidarul a devenit o metodă obișnuită de navigare în acest mediu.

Începând cu 2019, din ce în ce mai multe radare interne au fost aplicate în proiectele reale ale clienților, mai degrabă decât doar testarea prototipului în atelier.2019 este un punct crucial pentru companiile lidar interne. Aplicațiile de pe piață au intrat treptat în cazuri reale de proiect, extinzând scenariile și domeniul de aplicare mai largi, căutând piețe diversificate și devenind o alegere comună pentru companii. .

Aplicarea lidarului este răspândită treptat, inclusiv în industria fără șofer, robotul de serviceindustria, industria Internetului de vehicule, transportul inteligent și orașul inteligent. Combinația de lidar și drone poate desena și hărți ale oceanelor, calotelor glaciare și pădurilor.

Fără echipaj este cea mai importantă caracteristică a logisticii inteligente. În transportul și distribuția logisticii inteligente, vor fi aplicate un număr mare de tehnologii fără pilot – roboți logistici mobili și vehicule expres fără pilot, a căror componentă principală este lidar.

În domeniul logisticii inteligente, domeniul de aplicare al lidar crește, de asemenea, pe zi ce trece. Fie că este vorba de la manipulare la depozitare sau logistică, lidar poate fi acoperit pe deplin și extins la porturi inteligente, transport inteligent, securitate inteligentă, servicii inteligente și guvernare inteligentă urbană.

În scenarii logistice precum porturi, lidar poate asigura acuratețea captării mărfurilor și poate reduce dificultatea operațiunilor cu personalul.În ceea ce privește transportul, lidar poate ajuta la detectarea porților de taxare de mare viteză și poate asigura că vehiculele care trec în trecere îndeplinesc cerințele.În ceea ce privește securitatea, lidarul poate deveni ochii diferitelor echipamente de monitorizare a securității.

În domeniul producției industriale se evidențiază constant valoarea lidarului. În linia de producție, poate elibera rolul de monitorizare a materialelor și poate asigura funcționarea automată.

Lidar (Light Detection and Ranging) este o tehnologie optică de teledetecție care apare din ce în ce mai mult ca o alternativă rentabilă la tehnicile tradiționale de topografie, cum ar fi fotogrammetria.În ultimii ani, lidarul și dronele au apărut adesea în diverse domenii de aplicare sub forma unui pumn combinat, producând adesea efectul de 1+1>2.

Traseul tehnic al lidarului se îmbunătățește constant. Nu există o arhitectură generală lidar care să poată satisface nevoile tuturor aplicațiilor diferite. Multe aplicații diferite au factori de formă, câmpuri vizuale, rezoluție, consum de energie și costuri diferiți. Solicita.

Lidar are avantajele sale, dar modul de a maximiza avantajele necesită suport tehnic. Lidar cu zoom inteligent poate construi imagini stereo tridimensionale, rezolvând perfect scenarii extreme, cum ar fi iluminarea din spate a liniilor vizuale și dificultatea de a identifica obiectele neregulate.Odată cu dezvoltarea tehnologiei, lidar își va juca rolul în multe domenii de aplicare neașteptate, aducându-ne mai multe surprize.

În epoca actuală, când costurile sunt rege, radarele cu prețuri mari nu au fost niciodată alegerea pieței principale. În special în aplicarea conducerii autonome L3, costul ridicat al radarelor străine este încă cel mai mare obstacol în calea implementării acestuia. Este imperativ să se realizeze înlocuirea importurilor pentru radarele interne.

Lidar a fost întotdeauna un reprezentant al dezvoltării și aplicării tehnologiilor emergente. Dacă tehnologia este matură sau nu, este legat de aplicarea ei și de promovarea producției în masă.Tehnologia matură nu este doar disponibilă, ci și în conformitate cu costurile economice, se adaptează la diferite scenarii și este suficient de sigură.

După câțiva ani de acumulare de tehnologie, noi produse lidar au fost lansate în mod continuu, iar odată cu progresul tehnologiei, aplicațiile lor au devenit din ce în ce mai largi.Scenariile de aplicare sunt, de asemenea, în creștere, iar unele produse au fost exportate pe piețele majore din Europa și Statele Unite.

Desigur, companiile lidar se confruntă, de asemenea, cu următoarele riscuri: incertitudine în ceea ce privește cererea, timp lung de accelerare pentru adoptatori pentru a crește producția de masă și timp mai lung pentru lidar pentru a genera venituri reale ca furnizor.

Companiile autohtone care s-au acumulat în domeniul lidar de mulți ani vor lucra profund în segmentele lor de piață respective, dar dacă doresc să ocupe mai multe cote de piață, trebuie să-și combine propria acumulare de tehnologie, să sape adânc în tehnologiile de bază și să dezvolte și să îmbunătățească produse. Calitatea și stabilitatea lucrează din greu.