Що таке лідар і як працює лідар?

　　1. Що таке Лідар?

Різні автомобільні компанії наголошують на лідарі, тому ми повинні спочатку зрозуміти, що таке лідар?

LIDAR – Лідар, це датчик,відомий як «око робота», є важливим датчиком, який об’єднує лазер, позиціонування GPS та інерціальні вимірювальні пристрої. Метод, який повертає необхідний час для вимірювання відстані, за принципом схожий на радар, за винятком того, що замість радіохвиль використовуються лазери.Можна сказати, що лідар є однією з важливих апаратних конфігурацій, які допомагають автомобілям досягати високорівневих інтелектуальних функцій водіння.

2. Як працює лідар?

Далі поговоримо про те, як працює лідар.

Перш за все, нам потрібно пояснити, що лідар не працює незалежно, а загалом складається з трьох основних модулів: лазерного передавача, приймача та інерціального позиціонування та навігації.Коли лідар працює, він випромінює лазерне світло. Після зустрічі з об’єктом лазерне світло заломлюється назад і приймається датчиком CMOS, таким чином вимірюючи відстань від тіла до перешкоди.З принципової точки зору, якщо вам потрібно знати швидкість світла та час від випромінювання до сприйняття CMOS, ви можете виміряти відстань до перешкоди. У поєднанні з GPS у реальному часі, інерціальною навігаційною інформацією та обчисленням кута лазерного радара система може визначити відстань до об’єкта попереду. Інформація про пеленг і відстань.

Далі, якщо лідар може випромінювати кілька лазерів під заданим кутом в одному просторі, він може отримувати кілька відбитих сигналів на основі перешкод.У поєднанні з діапазоном часу, кутом лазерного сканування, положенням GPS та інформацією INS після обробки даних ця інформація буде об’єднана з координатами x, y, z, щоб стати тривимірним сигналом з інформацією про відстань, інформацією про просторове положення тощо. За допомогою алгоритмів система може отримувати різні пов’язані параметри, такі як лінії, поверхні та об’єми, таким чином створюючи тривимірну карту хмари точок і малюючи карту середовища, яка може стати «очима» автомобіля.

3. Промислова мережа Лідар

1) Передаваччіп: 905-нм чіп EEL. Домінування Osram важко змінити, але після того, як VCSEL заповнить коротку плату живлення за допомогою багатокомпонентного процесу, через його низьку вартість і характеристики низького температурного дрейфу, він поступово замінить EEL, вітчизняний чіп Changguang. Huaxin, Zonghui Xinguang відкрили можливості розвитку.

2) Приймач: Оскільки маршрут 905 нм потребує збільшення відстані виявлення, очікується, що SiPM і SPAD стануть основною тенденцією. 1550 нм продовжить використовувати APD, а поріг для супутніх продуктів є відносно високим. В даний час він в основному монополізований Sony, Hamamatsu і ON Semiconductor. Очікується, що ядро ​​Citrix 1550 нм і Nanjing Core Vision і Lingming Photonics 905 нм візьмуть лідерство в прориві.

3) Кінець калібрування: напівпровідникЛазер має маленьку резонаторну порожнину і низьку якість плями. Щоб відповідати стандарту лідара, швидку та повільну осі потрібно вирівняти для оптичного калібрування, а розчин лінійного джерела світла потрібно гомогенізувати. Вартість одного лідара становить сотні юанів.

4) TEC: оскільки Osram вирішила температурний дрейф EEL, VCSEL природним чином має характеристики низького температурного дрейфу, тому лідар більше не потребує TEC.

5) Кінець сканування: основним бар’єром обертового дзеркала є контроль часу, а процес MEMS відносно складний. Технологія Xijing першою досягла масового виробництва.

4. Море зірок під заміну вітчизняної продукції

Локалізація лідара полягає не тільки в досягненні внутрішнього заміщення та технологічної незалежності, щоб запобігти застряганню західних країн, але також важливим фактором є зниження витрат.

Доступна ціна – тема неминуча, однак ціна лідара не є низькою, вартість установки одного лідара в автомобіль становить близько 10 000 доларів США.

Висока вартість лідара завжди була його тінню, особливо для більш просунутих рішень лідара, найбільшим обмеженням є в основному вартість; Лідар вважається дорогою технологією в галузі, і Tesla прямо заявив, що критикувати лідар дорого.

Виробники лідарів завжди прагнуть зменшити витрати, і в міру розвитку технології їхні ідеали поступово стають реальністю.Інтелектуальний зум-лідар другого покоління не тільки має чудову продуктивність, але й зменшує вартість на дві третини порівняно з першим поколінням і має менші розміри.Згідно з прогнозами галузі, до 2025 року середня ціна іноземних передових лідарних систем може досягти близько 700 доларів за штуку.

Сучасна тенденція розвитку галузі лідарів полягає в тому, що технічний рівень з кожним днем ​​стає все більш зрілим, а локалізація поступово наближається.Локалізація LiDAR пройшла кілька етапів. По-перше, тут домінували іноземні компанії. Пізніше стартували вітчизняні компанії та нарощували свою вагу. Зараз домінування поступово наближається до вітчизняних компаній.

В останні роки пішла хвиля автономного водіння, і на ринок поступово вийшли місцеві виробники лідарів. Вітчизняні промислові лідари поступово набувають популярності. У вітчизняних розумних електромобілях одна за одною з'являлися місцеві лідари.

Згідно з інформацією, має бути 20 або 30 вітчизняних радіолокаційних компаній, таких як Sagitar Juchuang, Hesai Technology, Beike Tianhui, Leishen Intelligence тощо, а також гіганти електронного обладнання, такі як DJI та Huawei, а також гіганти традиційних автозапчастин .

Наразі очевидні цінові переваги продуктів лідарів, які випускають такі китайські виробники, як Hesai, DJI та Sagitar Juchuang, порушуючи лідируючі позиції розвинених країн, таких як Сполучені Штати, у цій галузі.Є також такі компанії, як Focuslight Technology, Han's Laser, Guangku Technology, Luowei Technology, Hesai Technology, Zhongji Innolight, Kongwei Laser і Juxing Technology. Процес і виробничий досвід стимулюють інновації в lidar.

Наразі його можна розділити на дві школи: одна розробляє механічні лідари, а інша безпосередньо блокує твердотільні лідари.У галузі високошвидкісного автономного водіння Hesai має відносно високу частку ринку; у сфері низькошвидкісного автономного водіння основним виробником є ​​Sagitar Juchuang.

З точки зору вгору та вниз за всім промисловим ланцюгом, моя країна розвинула ряд потужних підприємств і сформувала практично повний промисловий ланцюг.Після років наполегливих інвестицій і накопичення досвіду вітчизняні радіолокаційні компанії доклали серйозних зусиль у своїх відповідних сегментах ринку, представляючи ринкову модель квітучих квітів.

Масове виробництво є важливим показником зрілості. З виходом на масове виробництво ціна також різко падає. У серпні 2020 року компанія DJI оголосила про початок масового виробництва та постачання автомобільних автономних лідарів, і ціна впала до тисячі юанів. ; А Huawei у 2016 році проведе попереднє дослідження технології лідара, перевірить прототип у 2017 році та розпочне масове виробництво у 2020 році.

Порівняно з імпортними РЛС вітчизняні компанії мають переваги щодо своєчасності поставок, налаштування функцій, сервісної кооперації та раціональності каналів.

Вартість закупівлі імпортного лідара відносно висока. Тому низька вартість вітчизняних лідарів є запорукою зайняття ринку та важливою рушійною силою для вітчизняної заміни. Звичайно, багато практичних проблем, таких як зменшення вартості простору та зрілість масового виробництва, все ще знаходяться в Китаї. Підприємствам досі доводиться стикатися з багатьма викликами.

З моменту свого народження галузь лідарів продемонструвала видатні характеристики високого технічного рівня.Будучи новою технологією, яка користується великою популярністю в останні роки, лідарна технологія насправді має великі технічні бар’єри.Технологія є викликом не лише для компаній, які хочуть вийти на ринок, а й для компаній, які працюють на ньому багато років.

Наразі для внутрішнього заміщення, оскільки мікросхеми лідарів, особливо компоненти, необхідні для обробки сигналів, в основному покладаються на імпорт, це певною мірою підвищило вартість виробництва вітчизняних лідарів. Проект stuck neck докладає всіх зусиль, щоб вирішити проблему.

Крім власних технічних факторів, вітчизняні радіолокаційні компанії також повинні розвивати комплексні можливості, включаючи системи технологічних досліджень і розробки, стабільні ланцюги поставок і можливості масового виробництва, особливо можливості гарантії якості після продажу.

Завдяки можливості «Зроблено в Китаї 2025» останніми роками вітчизняні виробники наздоганяють згаяне та досягли багатьох проривів.Зараз локалізація перебуває в періоді, коли можливості та виклики особливо очевидні, і це базовий етап імпортозаміщення лідарів.

По-четверте, останнє слово – посадка

Не буде перебільшенням сказати, що застосування лідара започаткувало період зростання, і його основний бізнес в основному походить з чотирьох основних ринків, а саме промислової автоматизації, розумна інфраструктура, роботи та автомобілі.

У сфері автономного водіння спостерігається сильний імпульс, і ринок автомобільних лідарів виграє від проникнення автономного водіння високого рівня та підтримуватиме швидке зростання.Багато автомобільних компаній застосували рішення lidar, зробивши перший крок до автономного водіння L3 та L4.

2022 рік стає вікном переходу від L2 до L3/L4. Як основний ключовий датчик технології автономного водіння, останніми роками лідар відіграє все більш важливу роль у суміжних галузях. Очікується, що з 2023 року автомобільний лідар увійде в період постійного швидкого зростання.

Згідно зі звітом про дослідження цінних паперів, у 2022 році китайські лідари для легкових автомобілів перевищать 80 000 одиниць. Очікується, що ринок лідарів у галузі легкових автомобілів моєї країни досягне 26,1 мільярда юанів у 2025 році та 98 мільярдів юанів до 2030 року.Автомобільний лідар вступив у період вибухового попиту, і ринкові перспективи дуже широкі.

Безпілотність – це тренд останніх років, і безпілотність невіддільна від очей мудрості – навігаційної системи.Лазерна навігація є відносно розвиненою технологією та приземленням продукту, має точний діапазон і може працювати стабільно в більшості середовищ, особливо в темну ніч. Він також може підтримувати точне виявлення. Наразі це найстабільніший і найпоширеніший метод позиціонування та навігації.Коротше кажучи, з точки зору застосування, принцип лазерної навігації простий, а технологія зріла.

Безпілотний, він проник у галузі будівництва, видобутку корисних копалин, ліквідації ризиків, обслуговування, сільського господарства, дослідження космосу та військових застосувань. Лідар став поширеним методом навігації в цьому середовищі.

Починаючи з 2019 року все більше вітчизняних РЛС застосовуються в реальних проектах замовників, а не просто на тестуванні прототипів у майстерні.2019 рік став переломним для вітчизняних лідарних компаній. Ринкові програми поступово увійшли до реальних проектів, розширивши сценарії застосування та масштаби, шукаючи диверсифіковані ринки та ставши звичайним вибором для компаній. .

Застосування лідарів поступово поширюється, включаючи індустрію без водіїв, сервісних роботівпромисловість, індустрія Інтернету транспортних засобів, інтелектуальний транспорт і розумне місто. Поєднання лідарів і дронів також може малювати карти океанів, крижаних шапок і лісів.

Безпілотність є найважливішою особливістю розумної логістики. У транспортуванні та розподілі розумної логістики буде застосовано велику кількість безпілотних технологій – мобільних логістичних роботів і безпілотних експресів, основним компонентом яких є лідар.

У сфері інтелектуальної логістики сфера застосування лідара також зростає з кожним днем. Лідар може бути повністю охоплений і розповсюджений на інтелектуальні порти, інтелектуальне транспортування, інтелектуальну безпеку, інтелектуальні послуги та інтелектуальне управління містами, будь то транспортування, складування чи логістика.

У сценаріях логістики, таких як порти, лідар може забезпечити точність захоплення вантажу та зменшити складність операцій персоналу.Що стосується транспорту, лідар може допомогти у виявленні високошвидкісних платних воріт і переконатися, що транспортні засоби, що проїжджають, відповідають вимогам.З точки зору безпеки, лідар може стати очима різного обладнання для моніторингу безпеки.

У сфері промислового виробництва цінність лідара постійно підкреслюється. У виробничій лінії він може звільнити роль моніторингу матеріалу та забезпечити автоматичну роботу.

Лідар (Light Detection and Ranging) — це оптична технологія дистанційного зондування, яка все більше стає економічно ефективною альтернативою традиційним методам зйомки, таким як фотограмметрія.Останніми роками лідари та дрони часто з’являються в різних сферах застосування у формі об’єднаного кулака, часто створюючи ефект 1+1>2.

Технічна траса лідара постійно вдосконалюється. Не існує загальної архітектури лідара, яка могла б задовольнити потреби всіх різних програм. Багато різних програм мають різні форм-фактори, поля зору, роздільну здатність діапазону, енергоспоживання та вартість. Вимагати.

Лідар має свої переваги, але для того, щоб максимізувати переваги, потрібна технічна підтримка. Інтелектуальний зум-лідар може створювати тривимірні стереозображення, ідеально вирішуючи екстремальні сценарії, такі як підсвічування ліній візування та труднощі з ідентифікацією неправильних об’єктів.З розвитком технологій лідар відіграватиме свою роль у багатьох несподіваних сферах застосування, приносячи нам більше сюрпризів.

У сучасну епоху, коли ціна є головною, дорогі радари ніколи не були вибором основного ринку. Особливо у застосуванні автономного керування L3 висока вартість іноземних радарів все ще є найбільшою перешкодою для його впровадження. Вкрай необхідно реалізувати імпортозаміщення вітчизняних РЛС.

Лідар завжди був представником розробки та застосування новітніх технологій. Те, чи є технологія зрілою, залежить від її застосування та стимулювання масового виробництва.Зріла технологія не тільки доступна, але й відповідає економічним витратам, адаптується до різних сценаріїв і є достатньо безпечною.

Після кількох років накопичення технологій постійно випускалися нові лідари, і з розвитком технологій їхнє застосування стає дедалі ширшим.Сценарії застосування також зростають, і деякі продукти експортуються на основні ринки Європи та Сполучених Штатів.

Звичайно, компанії, що займаються лідарами, також стикаються з такими ризиками: невизначеність попиту, тривалий час нарощування для тих, хто прийняли рішення, щоб розширити масове виробництво, і більший час, коли лідар отримує реальний дохід як постачальник.

Вітчизняні компанії, які протягом багатьох років накопичували в галузі лідарів, будуть глибоко працювати у своїх відповідних сегментах ринку, але якщо вони хочуть зайняти більше ринкових часток, вони повинні об’єднати власні накопичені технології, глибоко заглибитися в основні технології, розвивати та вдосконалювати продуктів. Якість і стабільність працюють наполегливо.