Vad är lidar och hur fungerar lidar?

　　1. Vad är Lidar?

Olika bilföretag betonar lidar, så vi måste först förstå, vad är lidar?

LIDAR – Lidar, är en sensor,känd som "öga av en robot", är en viktig sensor som integrerar laser, GPS-positionering och tröghetsmätningsenheter. Metoden som returnerar den tid som krävs för att mäta avstånd liknar i princip radar, förutom att lasrar används istället för radiovågor.Man kan säga att lidar är en av de viktiga hårdvarukonfigurationerna för att hjälpa bilar att uppnå intelligenta assisterade körfunktioner på hög nivå.

2. Hur fungerar lidar?

Låt oss sedan prata om hur lidar fungerar.

Först och främst måste vi klargöra att lidar inte fungerar självständigt och i allmänhet består av tre huvudmoduler: lasersändare, mottagare och tröghetspositionering och navigering.När lidaren fungerar kommer den att avge laserljus. Efter att ha stött på ett föremål bryts laserljuset tillbaka och tas emot av CMOS-sensorn och mäter därmed avståndet från kroppen till hindret.Ur principiell synvinkel, så länge du behöver veta ljusets hastighet och tiden från emission till CMOS-uppfattning, kan du mäta avståndet till hindret. Kombinerat med GPS i realtid, tröghetsnavigeringsinformation och beräkning av laserradarns vinkel, kan systemet få avståndet till objektet framför. Koordinera bäring och avståndsinformation.

Därefter, om en lidar kan sända ut flera lasrar i en inställd vinkel i samma utrymme, kan den erhålla flera reflekterade signaler baserat på hinder.Kombinerat med tidsintervall, laseravsökningsvinkel, GPS-position och INS-information, efter databehandling, kommer denna information att kombineras med x, y, z-koordinater för att bli en tredimensionell signal med avståndsinformation, rumslig positionsinformation, etc. Kombinera algoritmerna kan systemet erhålla olika relaterade parametrar som linjer, ytor och volymer och därigenom upprätta en tredimensionell punktmolnkarta och rita en miljökarta, som kan bli bilens "ögon".

3. Lidar Industrikedja

1) Sändarechips: 905nm EEL-chip Osrams dominans är svår att ändra, men efter att VCSEL fyllt strömkortkortet genom multi-junction-processen, på grund av dess låga kostnad och låga temperaturdriftegenskaper, kommer det gradvis att inse ersättningen av EEL, det inhemska chipet Changguang Huaxin, Zonghui Xinguang inledde utvecklingsmöjligheter.

2) Mottagare: Eftersom 905nm-rutten behöver öka detekteringsavståndet förväntas SiPM och SPAD bli en stor trend. 1550nm kommer att fortsätta använda APD, och tröskeln för relaterade produkter är relativt hög. För närvarande monopoliseras det huvudsakligen av Sony, Hamamatsu och ON Semiconductor. 1550 nm kärnan Citrix och 905 nm Nanjing Core Vision och Lingming Photonics förväntas ta ledningen för att slå igenom.

3) Kalibreringsände: Halvledarenlaser har en liten resonatorhålighet och dålig fläckkvalitet. För att uppfylla lidar-standarden måste de snabba och långsamma axlarna justeras för optisk kalibrering, och linjeljuskällans lösning måste homogeniseras. Värdet av en enda lidar är hundratals yuan.

4) TEC: Eftersom Osram har löst temperaturdriften för EEL, har VCSEL naturligt lågtemperaturdriftegenskaper, så lidar behöver inte längre TEC.

5) Skanningsslut: Huvudbarriären för den roterande spegeln är tidsstyrning, och MEMS-processen är relativt svår. Xijing Technology är den första som uppnår massproduktion.

4. Havet av stjärnor under ersättning av inhemska produkter

Lokaliseringen av lidar är inte bara för att uppnå inhemsk substitution och tekniskt oberoende för att förhindra att västländer fastnar, utan också en viktig faktor är att minska kostnaderna.

Överkomligt pris är ett ofrånkomligt ämne, men priset på lidar är inte lågt, kostnaden för att installera en enda lidar-enhet i en bil är cirka 10 000 US-dollar.

Den höga kostnaden för lidar har alltid varit dess kvardröjande skugga, speciellt för mer avancerade lidarlösningar, den största begränsningen är främst kostnaden; lidar anses vara en dyr teknik av industrin, och Tesla sa rakt ut att det är dyrt att kritisera lidar.

Tillverkare av Lidar strävar alltid efter att minska kostnaderna, och i takt med att tekniken utvecklas blir deras ideal gradvis verklighet.Den andra generationens intelligenta zoom-lidar har inte bara överlägsen prestanda, utan minskar också kostnaden med två tredjedelar jämfört med den första generationen och är mindre i storlek.Enligt industrins prognoser kan det genomsnittliga priset på utländska avancerade lidar-system år 2025 uppgå till cirka 700 USD vardera.

Den nuvarande utvecklingstrenden inom lidarindustrin är att den tekniska nivån blir mer och mer mogen dag för dag, och lokaliseringen närmar sig gradvis.Lokaliseringen av LiDAR har gått igenom flera stadier. För det första dominerades det av utländska företag. Senare startade inhemska företag och ökade sin vikt. Nu börjar dominansen gradvis närma sig inhemska företag.

De senaste åren har vågen av autonom körning växt fram och lokala lidartillverkare har gradvis kommit in på marknaden. Inhemska lidarprodukter av industrikvalitet har gradvis blivit populära. I inhemska smarta elfordon har lokala lidarföretag dykt upp en efter en.

Enligt uppgifter ska det finnas 20 eller 30 inhemska radarföretag, som Sagitar Juchuang, Hesai Technology, Beike Tianhui, Leishen Intelligence, etc., såväl som elektroniska hårdvarujättar som DJI och Huawei, samt traditionella bildelarjättar .

För närvarande är prisfördelarna med lidar-produkter som lanserats av kinesiska tillverkare som Hesai, DJI och Sagitar Juchuang uppenbara, vilket bryter den ledande positionen för utvecklade länder som USA på detta område.Det finns också företag som Focuslight Technology, Han's Laser, Guangku Technology, Luowei Technology, Hesai Technology, Zhongji Innolight, Kongwei Laser och Juxing Technology. Process- och tillverkningserfarenhet driver innovation inom lidar.

För närvarande kan den delas upp i två skolor, den ena utvecklar mekanisk lidar och den andra är direktlåsande solid-state lidar-produkter.Inom området för höghastighets autonom körning har Hesai en relativt hög marknadsandel; inom området för autonom körning med låg hastighet är Sagitar Juchuang huvudtillverkaren.

Ur perspektivet uppströms och nedströms av hela industrikedjan har mitt land odlat ett antal kraftfulla företag och bildat en i princip komplett industrikedja.Efter år av ihållande investeringar och ackumulering av erfarenhet har inhemska radarföretag gjort djupgående ansträngningar inom sina respektive marknadssegment och presenterat ett marknadsmönster av blommande blommor.

Massproduktion är en viktig indikator på mognad. I och med inträdet i massproduktion faller också priset kraftigt. DJI meddelade i augusti 2020 att man har uppnått massproduktion och leverans av automotive driving lidar, och priset har sjunkit till tusen yuan-nivån. ; Och Huawei, 2016 för att genomföra förforskning om lidar-teknik, göra prototypverifiering 2017 och uppnå massproduktion 2020.

Jämfört med importerade radarer har inhemska företag fördelar när det gäller leveranstid, anpassning av funktioner, servicesamarbete och rationalitet i kanalerna.

Anskaffningskostnaden för importerad lidar är relativt hög. Därför är den låga kostnaden för inhemsk lidar nyckeln till att ockupera marknaden och en viktig drivkraft för inhemsk ersättning. Naturligtvis finns många praktiska problem såsom kostnadsminskningsutrymme och massproduktionsmognad fortfarande i Kina. Företag måste fortfarande möta många utmaningar.

Sedan dess födelse har lidarindustrin visat de enastående egenskaperna hos hög teknisk nivå.Som en framväxande teknologi med hög popularitet de senaste åren har lidar-teknologin faktiskt stora tekniska barriärer.Tekniken är inte bara en utmaning för företag som vill komma in på marknaden, utan också en utmaning för företag som varit med i den i många år.

För närvarande, för inhemsk substitution, eftersom lidarchips, särskilt de komponenter som krävs för signalbehandling, huvudsakligen är beroende av import, har detta höjt produktionskostnaderna för inhemska lidars i viss utsträckning. Projektet som har fastnat i nacken går allt för att ta itu med problemet.

Utöver sina egna tekniska faktorer måste inhemska radarföretag också odla heltäckande kapacitet, inklusive tekniska forsknings- och utvecklingssystem, stabila leveranskedjor och massproduktionskapacitet, särskilt kapacitet för kvalitetssäkring efter försäljning.

Med möjligheten av "Made in China 2025" har inhemska tillverkare kommit ikapp de senaste åren och har gjort många genombrott.För närvarande befinner sig lokaliseringen i en period då möjligheter och utmaningar är särskilt tydliga, och det är grundstadiet för importsubstitution av lidar.

För det fjärde är landningsansökan sista ordet

Det är ingen överdrift att säga att tillämpningen av lidar har inlett en stigande period, och dess huvudsakliga verksamhet kommer huvudsakligen från fyra stora marknader, nämligen industriell automation, intelligent infrastruktur, robotar och bilar.

Det finns ett starkt momentum inom området för autonom körning, och bilindustrins lidarmarknad kommer att dra nytta av penetrationen av autonom körning på hög nivå och bibehålla en snabb tillväxt.Många bilföretag har antagit lidar-lösningar och tagit det första steget mot L3 och L4 autonom körning.

2022 håller på att bli övergångsfönstret från L2 till L3/L4. Som den centrala nyckelsensorn för autonom körteknik har lidar spelat en allt viktigare roll inom relaterade områden under de senaste åren. Det förväntas att från 2023 kommer fordonslidarbanan att gå in i en kontinuerlig snabb tillväxtperiod.

Enligt en värdepappersundersökningsrapport kommer Kinas passagerarbilslidarinstallationer år 2022 att överstiga 80 000 enheter. Det förväntas att Lidar-marknadsutrymmet i mitt lands personbilsfält kommer att nå 26,1 miljarder yuan 2025 och 98 miljarder yuan 2030.Fordonslidar har gått in i en period av explosiv efterfrågan och marknadsutsikterna är mycket breda.

Obemannad är en trend de senaste åren, och obemannad är oskiljaktig från visdomens ögon – navigationssystemet.Lasernavigering är relativt mogen i teknik och produktlandning, och har exakt avstånd och kan fungera stabilt i de flesta miljöer, särskilt i mörka natten. Det kan också upprätthålla exakt detektering. Det är för närvarande den mest stabila och vanligaste positionerings- och navigeringsmetoden.Kort sagt, när det gäller tillämpning är principen för lasernavigering enkel och tekniken är mogen.

Obemannad, den har trängt in i områdena konstruktion, gruvdrift, riskeliminering, service, jordbruk, rymdutforskning och militära tillämpningar. Lidar har blivit en vanlig navigeringsmetod i denna miljö.

Från och med 2019 har fler och fler inhemska radarer använts i kundernas faktiska projekt, snarare än bara prototyptestning i verkstaden.2019 är en avgörande vattendelare för inhemska lidarföretag. Marknadsansökningar har gradvis kommit in i faktiska projektfall, utökat bredare tillämpningsscenarier och omfattning, sökt diversifierade marknader och blivit ett vanligt val för företag. .

Tillämpningen av lidar är gradvis utbredd, inklusive den förarlösa industrin, tjänsterobotenindustrin, Internet of Vehicles-industrin, den intelligenta transporten och den smarta staden. Kombinationen av lidar och drönare kan också rita kartor över hav, inlandsisar och skogar.

Obemannad är den viktigaste egenskapen hos smart logistik. Inom transport och distribution av smart logistik kommer ett stort antal obemannade teknologier att tillämpas – mobila logistikrobotar och obemannade expressfordon, vars huvudkomponent är lidar.

Inom området smart logistik ökar också tillämpningsområdet för lidar dag för dag. Oavsett om det är från hantering till lager eller logistik, kan lidar täckas fullt ut och utvidgas till smarta hamnar, smarta transporter, smart säkerhet, smarta tjänster och smart förvaltning i städerna.

I logistikscenarier som hamnar kan lidar säkerställa noggrannheten i lastfångst och minska svårigheten för personalens verksamhet.När det gäller transporter kan lidar hjälpa till med att detektera höghastighetsavgiftsgrindar och se till att passerande fordon uppfyller kraven.När det gäller säkerhet kan lidar bli ögonen på olika säkerhetsövervakningsutrustningar.

Inom området industriell tillverkning lyfts värdet av lidar ständigt fram. I produktionslinjen kan den frigöra rollen som materialövervakning och säkerställa automatisk drift.

Lidar (Light Detection and Ranging) är en optisk fjärranalysteknik som i allt högre grad framstår som ett kostnadseffektivt alternativ till traditionella mättekniker som fotogrammetri.På senare år har lidar och drönare ofta dykt upp i olika användningsområden i form av en kombinerad knytnäve, ofta med effekten 1+1>2.

Den tekniska vägen för lidar förbättras ständigt. Det finns ingen generell lidar-arkitektur som kan möta behoven för alla olika applikationer. Många olika applikationer har olika formfaktorer, synfält, räckviddsupplösning, strömförbrukning och kostnad. Behöva.

Lidar har sina fördelar, men hur man maximerar fördelarna kräver teknisk support. Intelligent zoom-lidar kan konstruera tredimensionella stereobilder, perfekt lösa extrema scenarier som motljus av siktlinjer och svårigheter att identifiera oregelbundna objekt.Med teknologins utveckling kommer lidar att spela sin roll inom många oväntade applikationsområden, vilket ger oss fler överraskningar.

I dagens era när kostnaden är kung, har dyra radarer aldrig varit valet på den vanliga marknaden. Särskilt vid tillämpningen av L3 autonom körning är de höga kostnaderna för utländska radarer fortfarande det största hindret för dess implementering. Det är absolut nödvändigt att realisera importersättning för inhemska radarer.

Lidar har alltid varit en representant för utvecklingen och tillämpningen av framväxande teknologier. Huruvida tekniken är mogen eller inte är relaterad till dess tillämpning och massproduktionsfrämjande.Mogen teknik är inte bara tillgänglig, utan också i linje med ekonomiska kostnader, anpassa sig till olika scenarier och vara tillräckligt säker.

Efter flera år av teknikackumulering har nya lidar-produkter kontinuerligt lanserats, och med teknikens framsteg har deras tillämpningar blivit allt bredare.Applikationsscenarierna ökar också och vissa produkter har exporterats till stora marknader i Europa och USA.

Naturligtvis står lidar-företag också inför följande risker: osäkerhet i efterfrågan, lång uppgångstid för användare att skala upp massproduktion och längre tid för lidar att generera faktiska intäkter som leverantör.

Inhemska företag som har ackumulerat inom lidarområdet i många år kommer att arbeta djupt inom sina respektive marknadssegment, men om de vill ta fler marknadsandelar måste de kombinera sin egen teknikackumulering, gräva djupt i kärnteknologier och utveckla och förbättra produkter. Kvalitet och stabilitet jobbar hårt.