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激光雷达传感器的论文

2023-12-10 17:26 来源:学术参考网 作者:未知

激光雷达传感器的论文

作者 | 科技 物语

编辑 | 科技 物语

简单地说,激光雷达就是一种传感器,被誉为“机器人的眼睛”,是一种集激光、GPS定位和惯性测量装置为一体的重要传感器,其目前的发展脉络是国产化渐行渐近,应用范围越来越来广,而技术水平则一天比一天成熟。

一、国产,渐行渐近

激光雷达的国产化,可借用业内权威人士李远先生的比喻:将公司分为国外与国内两个类别,那么前期天平较重的一侧明显是国外企业,而现在国内公司正在天平的另一边不断加码,已逐渐平衡。

2019年,对于国产激光雷达企业而言,是一个至关重要的分水岭,市场应用逐渐进入到实际的项目案例中。

近年来兴起自动驾驶浪潮,使本土激光雷达厂商逐步入局,国产工业级激光雷达产品已渐成气候。在国内智能电动车上,本土激光雷达公司已陆续登场,蔚来ET7上已经搭载了图达通,小鹏也选用了livox激光雷达,而广汽埃安搭载RoboSense(速腾聚创)第二代智能固态激光雷达。

据资料,目前国产雷达企业应该有二三十家,如速腾聚创、禾赛 科技 、北科天绘、镭神智能等,还有大疆、华为等电子硬件巨头及传统 汽车 零部件巨头。

目前可分为两个流派,一类研发机械式激光雷达,另一类则直接锁定固态激光雷达产品。在高速自动驾驶领域,禾赛市场占有率较高;而在低速自动驾驶领域,速腾聚创则是主要厂家。

至于大疆,华为,手笔更不同凡响。大疆在2020年8月就宣布实现了车用自动驾驶激光雷达量产供应,并且价格降到千元级别。而华为,2016年进行激光雷达的技术预研,2017年做原型验证,2020年实现量产。国产雷达企业经过多年的坚持投入和经验积累,在各自的细分市场深度耕耘,呈现出百花齐放的市场格局。

进口激光雷达采购成本较高,因此,国产激光雷达低成本化,是其占领市场的抓手,也是国产替代的重要动力,说白了就是要价格低。

在今天成本为王的年代,高价雷达从来不是主流市场的选择,尤其在L3自动驾驶的应用上,国外雷达高成本依然是其落地最大障碍,国产雷达实现进口替代势在必行。

过去,激光雷达动辄数万美元,如今,国内数百美元的雷达逐渐规模化量产。当然,成本下降空间、量产成熟度等诸多现实问题仍然摆在国内企业面前,真正成熟的可用资源仍然较为稀缺,未来2-3年内国内激光雷达功能成熟落地依然需要面对很多挑战。

此外,和进口雷达相比,国内企业在供货及时性、功能定制化、服务配合度及渠道合理性等方面都有优势。特别是服务,是国产雷达的强项,由于距离近,服务方便,了解国情,没有语言障碍,一般来说,国产雷达的服务质理较高,能够及时排查和解决遇到的突发情况,保证项目的稳定运行。

因此,国产雷达企业,除了其本身的技术因素外,还需要培养综合能力,包括技术研发体系、稳定的供应链与量产能力,尤其是售后质保能力。

需要注意的是,由于低成本需求,导致一些厂家牺牲性能降低成本来迎合客户需求,因此,国内有的低成本激光雷达解决方案,是价廉,但在场景落地上存在隐患。

同时,激光雷达企业还面临如下风险:需求量存在不确定性、采用者量产规模化需要较长的爬坡时间、作为供应商,激光雷达要产生实际收入还需要更长的时间。

诚然,激光雷达海外厂商在上游和中游都存在着领跑的优势,在技术和客户群等方面都领先于国内厂商,但在《中国制造2025》的契机下,国内厂商近年来奋起直追,取得了许多突破性的进展。目前,国产化正处于机遇和挑战格外分明的时期,是激光雷达进口替代打基础阶段。

二、应用,越来越广

激光雷达是一种利用激光来实现精确测距的传感器,在广义上可以认为是带有3D深度信息的摄像头,其主要应用,可分为车用激光雷达和智慧物流运输激光雷达两大类。

无人化是智慧物流最重要特征,智慧物流的运输和配送环节,将会大量应用无人化技术——移动物流机器人和无人快递车,其主要核心元件就是激光雷达。

自动驾驶 汽车 本质是移动的四轮机器人,车载雷达主要用于自动驾驶或辅助驾驶。在自动驾驶这件事上,中国车企集体站在了特斯拉的对立面,力挺激光雷达导航,而不是视觉导航。

目前,部分 汽车 制造商陆续已经或宣布在新车上搭载激光雷达,自动驾驶行业的爆发,为激光雷达带来新机遇。小鹏、蔚来、极狐、R 汽车 等多家 汽车 品牌都将带来搭载激光雷达的自动驾驶量产车型。

相较于视觉 SLAM,激光 SLAM是目前最稳定,最主流的定位导航方式,地图精度高,无累积误差,从2019年开始,越来越多的国产雷达在客户的实际项目中应用起来,而不是只在车间进行样机测试。

由于激光雷达下游智能 汽车 ,智慧物流市场需求相对集中,同行压价成为常态,因此,企业必须另辟蹊径,拓展更为广阔的应用场景和范围,寻求多元化市场,成为企业共同的选择。

在智慧物流领域,激光雷达应用范围也是与日俱增。不管是从搬运到仓储还是到物流,激光雷达都能够全面覆盖,并推广到智能港口,智能交通,智慧安防,智慧服务、城市智慧治理等领域。

在港口等物流场景,激光雷达能保证货物抓取的准确性,降低人员操作难度。在交通方面,激光雷达可以助力高速收费站口检测,保障通行车辆符合要求。在安防方面,激光雷达可以成为各种安全监控设备的眼睛。

激光雷达作为终端传感器设备,拥有更为广阔的应用空间,除了AGV、无人小车、自动驾驶等新兴行业,还可以用在传统工业上,并且传统行业客户需求较稳定,价格空间好。在工业制造领域,激光雷达价值在不断凸显,在生产线上,其能释放物料监视作用,保障自动化运行。

激光雷达(激光探测及测距)是一项光学遥感技术,正日益成为替代传统测量技术(如摄影测量)的具有成本效益的新技术。近年来激光雷达与无人机常常以组合拳的姿态出现在各种应用领域,往往产生1 1 2的效应。

法国激光雷达新产品与无人机配合,可提供端到端的激光雷达测量服务,实现常规地势项目设计任务,特别适合于土木工程、电力线路、林业和考古任务。

我国在这方面的应用也较广泛,激光可以穿透树叶的缝隙并生成显示树冠、较低的植被和地面三维点云,并且能够检测到单个树木和查看树冠以及植被的垂直剖面,用于森林火灾风险预测,森林察看等任务。

激光雷达 无人机还可以开展水域探测、生态系统分析、生物多样性检测、文物古迹修复等项目。大疆通过机载激光雷达建立高精度实景三维模型,为文物古迹数字化提供技术支持,在重建山西大同悬空寺的项目中发挥了重要作用。

但要注意,没有一种通用的激光雷达架构能够满足所有不同应用的需求,许多不同的应用都有不同的外形体积、视场、距离分辨率、功耗以及成本要求。

随着技术的发展,激光雷达将会在许多我们意想不到的应用领域施展手脚,给我们带来更多别样的惊喜。

三、技术,一天比一天成熟

激光雷达技术一直在发展完善中,从激光器发明之初的单点激光雷达到后来的单线扫描激光雷达,以及在无人驾驶技术中获得广泛认可的多线扫描激光雷达,再到技术方案不断创新的固态式激光雷达、FMCW激光雷达,以及近年来朝向芯片化、阵列化持续发展,激光雷达一直以来都是新兴技术发展及应用的代表。

激光雷达技术作为近年来高热度的新兴技术,其实有很大的技术壁垒。技术,不仅对于想入场的企业是挑战,就是对于浸润其中多年的企业,也是挑战。技术成熟与否,关系到落地应用,量产推广。技术成熟不只是可用,还要符合经济成本、适应不同场景,以及足够安全。

在业界,有激光雷达导航与视觉导航之争,其实,激光雷达有其优势,但怎样把优势以最大化发挥出来,需要技术的支持,目前部分项目被机器视觉方案取代,原因还是激光雷达传感器技术不成熟。

随着国内智能物流的发展需要,在激光雷达领域已有多年积累的国内企业都将在各自的细分市场深度耕耘,但要想占领更多的市场份额,就要结合自身的技术积累,深挖核心技术,在研发,提高产品质量及稳定性上下功夫。

打破局限性是技术成熟的一个重要标志,例如,在两边都是墙壁的长而直的走廊,或者在动态变化很大的环境中,仅依靠激光雷达容易失去定位。再例如仓储机器人,激光雷达实现定位,存在成本高、只能实现二维地图下的定位导航、不能与人协作等等缺陷。

有许多场景,技术理论上可行,实际上却很难被规模应用,这个局限性怎么打破,需要企业去突破。也许万集 科技 推出的工业防撞激光雷达WLR-718可作为范例,其可以较好地应用到智能驾驶、车路协同、室外巡检等市场上。技术成熟,除了产品性能需要满足客户要求外,还需要考量产品匹配度、未来数据应用开发和功能升级等多方面因素。

激光雷达产业自诞生以来,呈现出了技术水平高的突出特点。从目前行业进展来看,基本上沿着两条清晰的落地路线,一条是将激光雷达作为感知冗余,在兼顾成本的前提下,牺牲一部分性能指标,同时重点弥补摄像头和毫米波雷达的性能盲区,率先规模量产;另一条则是芯片集成等路线,寻求远距离感知的技术突破,并且大幅提升性能。

激光雷达技术的发展,是一个不断试错的过程,每种激光雷达系统中采用的技术通常不仅光源不同,而且「测距」和「成像」方法也不同,只要从芯片化架构、混合固态激光雷这两大方向出发,结合企业的规模,多年的积累,走适宜于自己的技术路线,才是王道。

先驱者(3)中国激光雷达企业逆袭记

[汽车之家 技术]? 在上篇《先驱者》系列文章中,我们拉开了自动驾驶领域传感器的大幕(先驱者(2)机器视觉领域的中国挑战者),那么本篇文章我们将继续之前的内容,继续跟大家聊自动驾驶中关于传感器的话题。
相比上一章摄像头的内容,这次我们将带大家了解一个更神秘和小众的领域——激光雷达。
文章看点:
激光雷达“鼻祖”竟是家音频生产商?
10万美元的激光雷达竟被1000多美元的国货吊打?
中国激光雷达在世界上处于什么水平?
○走进激光雷达的世界
激光雷达在我们的认知中,确实是一个比较神秘的传感器,无论在报道或者书籍中介绍它的资讯也不多,在汽车传感器领域我们普遍谈的都是摄像头、毫米波雷达等等(坦白地讲这方面大众也不是很了解产业现状)。
这样的情况既有好处也有问题。好处就是长时间的技术沉淀让传统传感器的价格得以下降,同时不同传感器都可以按照可预见的技术路线稳步进步;问题则是凸显在传感器本身的效果上面,比如超声波雷达会受到距离的限制,毫米波雷达目标识别有难度,而摄像头则是鲁棒性不足。
摄像头其实对外界的色彩、形状都很敏感,所以我们经常把摄像头比作人类的眼睛,但是摄像头对距离信息有一定缺陷,在距离判断上会产生问题。
这些问题在L2驾驶辅助上面可能并不明显,毕竟L2的主要驾驶者还是人,但到了以车辆为主的L4级自动驾驶,传感器的问题就变得十分突出了,因此需要引入额外的传感器进行互补,激光雷达作为可以全天候情况下(极端的雨雪情况也会产生影响,但不受夜间影响),可以获取外界距离、方位、高度、速度、形状甚至姿态的传感器就进入了我们的视线。
○激光雷达爆发前夜
激光雷达本身并不是一项新技术,早在1917年爱因斯坦就提出了激光的理论基础,之后在1960年美国加州休斯实验室完成了世界上第一台激光器的制造,从此之后激光就开始进入到各个领域。
美国海军在1992年的作战演习中也展示了激光雷达对目标识别的能力,后来美国海军陆战队还试验过手持激光雷达,士兵可以携带一枚激光雷达,在黑暗环境下采集周围的影像。
总的来说,激光雷达在军事上拥有十分广泛地应用场景,美国军方也在致力于推进激光武器的发展。无独有偶,一场由美国国防部高级研究计划局(DARPA)发起的挑战赛在另一个领域促进了激光雷达在民用领域的发展。
但前几届的情况是:没有一个挑战者能完成这个比赛。这里面既有硬件的问题也有软件的问题。
Velodyne最早在1983年成立,成立之初是一家音频设备生产商,Hall先生是这家公司的CEO。作为一名CEO,他同时也是工程师,平时最大的爱好就是创新。参加DARPA挑战赛的初衷就是一个工程师对科技的兴趣使然,不过可惜的是之前的比赛都以失败而告终,而单线激光雷达的成功让他发现了激光雷达的潜力,同时他还将单线激光雷达拼装在一起,并在2006年打造出64线的激光雷达。Velodyne也就是从这个时候开始,开始慢慢转变为专业的激光雷达生产商。
『Velodyne64线激光雷达』
可以这么说,从2004年DARPA挑战赛之后,激光雷达在自动驾驶方面的应用才慢慢进入人们的视线,但因为成本、技术、生产等因素的制约,一直到2015年之前,激光雷达更多是作为科研产品的存在。本质上讲,还是因为自动驾驶的火爆,才最终推进了激光雷达的发展,所以说在2015年之前,激光雷达并没有真正的商业化(哪怕是Velodyne),少得可怜的出货数量、技术壁垒过高的生产技术以及复杂组装工艺带来的长时间生产周期严重制约了它的发展。
○走向竞争的中美企业
真正的转折点在2015-2016年。当时平静的自动驾驶市场再起涟漪,谷歌阿尔法围棋机器人在围棋人机大战中击败世界冠军——韩国棋手李世石,人工智能这个话题再次被炒热,而引申出来的自动驾驶也再次进入我们的视线。人们开始意识到,随着人工智能的进步一发展,自动驾驶或许不再是百年后的未来。另一方面,资本市场也开始在背后推波助澜,车企巨兽们开始悄无声息地的布局市场。
自动驾驶的火热犹如一块大蛋糕砸在了Velodyne的头顶,准确地说是在砸在了激光雷达行业的头顶,一机难求是当时很常见的场景,甚至出现过自动驾驶公司恳求Velodyne货源的故事。
可以这么说,传感器领域一直秉承着:从无到有,从有到优,从优到精的发展过程。在激光雷达市场的前期,美国企业确实起到了绝对的领导作用,不过从2016年起,初生牛犊不怕虎的中国激光雷达企业开始对Velodyne进行围猎。这其中涌现出一批十分出色的企业,比如速腾聚创、禾赛科技等等。
其中速腾聚创是国内最知名的激光雷达企业之一,相比Velodyne,速腾聚创的成立时间显然并不长,虽然在国内属于最早进行激光雷达开发的头部公司,但从整体的时间线上看并不占优。这家公司能迅速得到车企和自动驾驶公司的青睐必然有其独到之处,在我看来主要有三个方面:成本、技术和服务。
美国激光雷达企业的产品生产同样如此,Velodyne即使有大量的订单,也很少去加班生产,工厂人会按部就班的上班、下班,甚至会有延期交货的情况出现。
人工成本低的第二个表现在于充裕的技术工人储备。在广东地区拥有非常完善的光电研发生产体系,因此拥有很多技术工人,他们的素质相对较高,通常有从事半导体、光电产品的生产加工经验,比如东莞、宝安等地区,这样中国的科技公司在招收技术工人方面并不是难题,那么在没有技术瓶颈的前提下,通过增加工人来实现销量的突破是非常轻松的。
这就是生产上的优势,同时也是中国完整工业体系带来的利好,在美国政府鼓吹“让制造业重回美国”的今天,中国拥有完整的工业体系是前人为我们留下的宝贵财富,正是有了这些基础,我们才能在更高的舞台上有一席之地。
除了生产方面的优势,第二个竞争点在于激光雷达本身的技术。在激光雷达领域有这样一个说法:七分靠设计、两分靠工艺、一分靠供应链。一颗激光雷达最初的设计决定了它是否可以成功。
这类激光雷达对于机械旋转机构精度、可靠性要求高,硬件内部的每一条线都有一对激光发射器和接收器组成,为保证精确测距,需要保证激光在完成这100-200米的路程后,刚好能让发射出去的激光要被成对的接收器收到,产品难度较高;目前订单量较小,激光雷达都是采用手工制作,需要将发射和接收模块进行精密光学对准装配,工作繁复,工作量大,大批量生产难度大。
以前Velodyne的64线激光雷达就是这种类型,64个发射器集成在一个板上,工人需要对每个激光发射器进行调试,这需要大量的时间,完成调试后还需要重新检测,如果出现问题还需要重新调试;另一方,激光发射器采用点胶的安装工艺,也就是胶水连接,这进一步增加了出现问题的几率。因此要从设计之初进行改进,比如由点胶变为螺丝固定,不使用那么多发光源而改为采用微振镜的方式进行扫描等等,都可以降低生产难度。而这也发展出一系列其他类型的激光雷达,比如我们目前经常听到的固态激光雷达,这种雷达就是采用MEMS微振镜技术的激光雷达。
因此单从产品上看,速腾聚创可以和Velodyne进行完全正面的交锋,从实际情况上也确实如此,速腾聚创从成立之初便一直和Velodyne进行价格战。要知道一直以来Velodyne的激光雷达都是以价格昂贵著称,而通过速腾聚创等国内企业的价格战,激光雷达市场的价格确实在拦腰斩似的下降。
早期Velodyne的128线激光雷达单价可以达到10万美元,而如今速腾聚创等中国玩家的进场直接拉低的整体的售价。
速腾聚创在今年年初发布的125线固态激光雷达售价仅有1898美元(13383人民币),而在前段时间,华为也表示要开发100线激光雷达,并且要在未来将实现让激光雷达成本降至200美元(约1391人民币)。即使是Velodyne也开始针对自己的产品进行降价,在今年CES上,Velodyne就发布了一款名为Velabit的激光雷达,它的售价仅有100美元。
价格越来越便宜的激光雷达意义重大。首先,它降低了车企和自动驾驶企业的成本,促使车企可以大批量采购,并加快自动驾驶的发展;其次,低价格的激光雷达让L2或者L3级自动驾驶使用这种传感器成为可能,而激光雷达又因为其本身的性能,进一步提高了L2和L3级自动驾驶的稳定性,可谓是一举两得。
速腾聚创的最后一个优势在于服务。邱纯潮先生之前表示,速腾聚创提供的不仅仅是一个激光雷达,而是智能传感器,其中智能两字让速腾聚创的服务有了质的改变。速腾聚创一直坚持的本质是将激光雷达硬件和软件结合起来,有点类似苹果公司的味道。
正是由于速腾聚创的这些特点,使得这家公司可以快速的发展,同时开始快速蚕食不同的市场。比如自动驾驶初创公司,亦或者是传统车企,这大大压缩了美国企业的生存空间,也为顶级制造商Velodyne的败走麦城埋下了伏笔。
○中国激光雷达的高光时刻:Velodyne败走麦城,中国企业乘风破浪
2019年,一则来自Velodyne裁员的消息在网络上流传,作为激光雷达的鼻祖级公司,出现裁员现象并不寻常,果然随后Velodyne表示退出中国市场,同时取消中国的技术和销售团队,这意味着Velodyne基本放弃了中国市场。
一汽、阿里菜鸟、AutoX等目前在自动驾驶研发过程中,都选择了速腾聚创的产品,可以说Velodyne退出中国市场确实是中国激光雷达企业的一次强力围猎。
○中国企业眼中的激光雷达未来
关于激光雷达的未来,速腾聚创也有一些自己的理解。
首先是不起眼的低速物流场景,速腾聚创从供应商的角度看,低速无人化来得远比我们想象中更快。在2017年的时候,京东就已经在清华大学、中国人民大学等进行了无人配货车的试运营,其中传感器的供应商就来自速腾聚创。
除此之外关于最近火热的Robotaxi,速腾聚创认为火爆的背后是资本的推动,从他们的角度看其实还要有很长的一段时间才可以实现。现阶段来说,取消车内安全员这一步都非常困难,邱纯潮先生就认为Robotaxi成熟还需要十年。
至于激光雷达的未来,随着大疆、华为的入局,市场竞争势必会更加激烈,邱纯潮先生认为这不仅是挑战,更是一种促进,促进着中国企业不断进步,同时也能让中国企业在世界上具有更强的竞争力。
编辑点评:这篇文章我们正式进入到了自动驾驶最先进的传感器领域。未了能更好的呈现专业厂商对激光雷达的理解,我们专门奔赴深圳采访到了速腾聚创的COO,因此本文的很多论点都来自邱纯潮先生。可以看出,中国在激光雷达领域确实比较争气,中国企业在这场科技制高点的争夺赛上并没有落后,当然传感器销量出色的背后是自动驾驶的蓬勃发展,只有在自动驾驶领域做出持续性突破,未来才会有更多可能。
下一篇,我们将继续带大家了解激光雷达,我们将更详细的介绍激光雷达的生产、试验,近距离带大家感受科技的魅力。(图/文 汽车之家 冷晓阳)

激光雷达的工作原理?

激光雷达最基本的工作原理与无线电雷达没有区别,即由雷达发射系统发送一个信号,打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物上,引起散射,经目标反射后被接收系统收集,通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。

至于目标的径向速度,可以由反射光的多普勒频移来确定,也可以测量两个或多个距离,并计算其变化率而求得速度,这也是直接探测型雷达的基本工作原理。

激光雷达的作用就是精确测量目标的位置(距离与角度)、形状(大小)及状态(速度、姿态),从而达到探测、识别、跟踪目标的目的。

激光雷达是一种雷达系统,是一种主动传感器,所形成的数据是点云形式。其工作光谱段在红外到紫外之间,主要发射机、接收机、测量控制和电源组成。

扩展资料

激光雷达分类

一般来说,按照现代的激光雷达的概念,常分为以下几种:

1、按激光波段分,有紫外激光雷达、可见激光雷达和红外激光雷达。

2、按激光介质分,有气体激光雷达、固体激光雷达、半导体激光雷达和二极管激光泵浦固体激光雷达等。

3、按激光发射波形分,有脉冲激光雷达、连续波激光雷达和混合型激光雷达等。

4、按显示方式分,有模拟或数字显示激光雷达和成像激光雷达。

5、按运载平台分,有地基固定式激光雷达、车载激光雷达、机载激光雷达、船载激光雷达、星载激光雷达、弹载激光雷达和手持式激光雷达等。

6、按功能分,有激光测距雷达、激光测速雷达、激光测角雷达和跟踪雷达、激光成像雷达,激光目标指示器和生物激光雷达等。

7、按用途分,有激光测距仪、靶场激光雷达、火控激光雷达、跟踪识别激光雷达、多功能战术激光雷达、侦毒激光雷达、导航激光雷达、气象激光雷达、侦毒和大气监测激光雷达等。

参考资料来源:百度百科-激光雷达

一文看尽CES上的激光雷达

新年伊始,在太平洋彼岸的拉斯维加斯,一年一度的全球消费科技企业大聚会——CES 2020拉开了帷幕。

在这一届CES上,汽车相关的科技产品还是主角,移动出行相关的自动驾驶技术、5G 下的V2X技术等再次成为热议的话题。

麦肯锡最近的报告显示,过去 24 个月里,移动出行产业至少拿到了 1200?亿美元的融资,而且投资者的热情丝毫没有消减的意思。

然而,按照以往发展规划,自动驾驶的脚步已经慢了下来,业界清醒地认识到,没有激光雷达很难保证 Level 4/5 级别自动驾驶的安全,而最近不少激光雷达新技术、新产品的出现,让人们看到了激光雷达车规化、量产化的希望,从而将加速高级自动驾驶的落地。

大疆、华为等消费电子硬件巨头,博世、大陆、法雷奥等顶级零部件供应商,也已经或即将推出自己的车规级可量产激光雷达新品,激光雷达的价格有望大幅下降,行业也将面临第一次洗牌。

CES 2020上我们从激光雷达新品上可以看出些端倪,全球30多家激光雷达公司亮相,无论从产品的核心性能指标、产品成熟度以及关键的价格方面,都让整个汽车行业看到了激光雷达的新气象。

Velodyne公司历史上最小的激光雷达Velabit

CES2020上,Velodyne发布了新型激光雷达Velabit,可以应用于ADAS高级驾驶辅助系统及自动驾驶汽车。

Velabit外形尺寸为60.9×60.9×35毫米,比一副扑克牌还小,探测距离100米,水平视角60度,垂直视角10度,采用903纳米激光技术,可与Velarray配合使用。只要用5个Velabit,就能把车身周围全部覆盖。基于激光雷达的性能,成像的精细程度,足以满足探测周边环境的目的。

这种只有火柴盒大小的微型固态激光雷达Velabit不但可以嵌在汽车的任何位置,还能装在机器人、无人机以及各种交通基础设施上,预计在2020年中期可以交付。Velodyne Lidar的CEO Anand Gopalan表示,大规模生产后这款激光雷达的价格会在100美元左右。

速腾聚创首款MEMS智能固态激光雷达

速腾聚创(RoboSense)在CES 2020上展出了智能固态激光雷达产品RS-LiDAR-M1Smart(Smart Sensor Version)。

RS-LiDAR-M1是全球首款集成AI感知算法和SoC芯片的MEMS智能固态激光雷达,能提供优质的高分辨率三维点云数据。其内置的AI感知算法和SoC芯片可实时处理点云数据,同步输出障碍物检测&分类、动态物体跟踪、路面交通标示等驾驶环境信息,充分保证决策层在冗余的信息基础上完成正确的驾驶决策,帮助车辆实现Level3~Level5高级自动驾驶与ASIL-D等级的安全性。

该产品是速腾聚创专门为自动驾驶量产车而设计的车规级固态激光雷达,得益于MEMS专利技术,大幅减少元器件,具备稳定可靠、低成本、易量产、易嵌入车体等优势。

目前,这款产品已经向已购买该公司固态激光雷达样机套件的重要客户开放了订购,速腾聚创表示将会于2020年第一季度结束后向普通客户开放订购。

大疆旗下Livox LiDAR低价位长距离激光雷达

大疆旗下自动驾驶公司Livox览沃在CES期间发布了两款L3/L4自动驾驶的激光雷达——Horizion和Tele-15。

“Horizion(地平线)”,用于距离260米左右的近距离探测,水平视场为 81.7 度,可覆盖 10米距离处的四个车道。其效果与传统的 64 线机械激光雷达媲美;Tele-15探测距离可达500?米,具有 15 度的圆形视场,并且可以在?0.1 秒内扫描该区域的 99.8%,效果相当于 128线机械式激光雷达。

据称,Livox 已经找到了一种自动校准传感器并使用光电设计的方法,采用5个 Livox Horizon可以对自动驾驶汽车进行 360?度扫描,但成本仅为传统机械激光雷达的 5%,而且可在很大的温度范围内工作,并且可以方便地安装在车辆上。

Livox已经开始生产这两种传感器,并在2020年国际消费电子展上宣布与Refraction AI和AutoX建立合作伙伴关系。Horizon的价格为999美元(国内零售价为6499元人民币),Tele-15的价格为1499美元(国内零售价为9000元人民币)。前者将于1月7日发售,而后者将于2020年第二季度发售。大疆称,在同等价位下,当今市面上同类产品均无法实现这样的性能。

博世首款车规级长距离激光雷达

博世在CES2020上宣布首款适用于车规的长距离激光雷达传感器已进入量产开发阶段。博世新一代传感器同时覆盖长距离和短距离,并适用于高速公路和城市道路的自动驾驶场景。

博世并没有公布具体细节,但称其激光雷达采用MEMS技术、1550?纳米激光束,有能力识别在远距离的、包括路面上的石头在内的非金属物体。

在开发激光雷达的过程中,博世凭借在雷达和摄像头领域的传感器和系统专业知识,能够保证三种传感器技术实现无缝衔接。博世称其激光雷达产品售价将会低于市面上其他的激光雷达,使其成为一件大众可负担得起的产品。

Pioneer新一代MEMS固态激光雷达

Pioneer公司在CES 2020展会上展示了该公司和其自动驾驶子公司Pioneer Smart Sensing Innovations Corporation(PSSI)联合开发的可量产新一代MEMS激光雷达。

这款“2020型”3D激光雷达能够在高时空分辨率下进行探测,并提供三种测量距离的型号。其中“望远型”激光雷达最远探测距离超过180米。通过集成架构,该激光雷达的体积缩小至前款的20%以下,实现车载安装。通过对这些激光雷达的不同组合,Pioneer和PSSI可为客户提供满足各种需求的3D激光雷达系统。

新一代3D激光雷达有望嵌入自动驾驶汽车,并将于2020年上半年发布,于2020年秋季开始全面生产。

一径科技车规级固态激光雷达?一径科技在CES2020上发布了面向车规级量产的MEMS激光雷达全套解决方案,包括长距、中短距和盲区的探测。

其在物体反射率为10%时探测距离为200米,水平分辨率?0.1度,垂直分辨率?0.1度,视场角60度x20度(可扩展),分辨率为200线;而其中短距固态激光雷达水平视角150度,垂直视角70度,分辨率为160线,尺寸为112×60×104毫米。

一径科技MEMS激光雷达可用于L4/Robotaxi ,也可用于ADAS/L3,应用场景包括物流/清扫小车,无人矿卡、无人港口等,目前已经通过了车规认证(ISO-16750)的相关环境测试,包括振动、高低温、机械冲击等。

LeddarTech固态激光雷达Leddar Pixel

加拿大的激光雷达初创公司LeddarTech在CES 2020上展出了Leddar Pixell固态激光雷达,其集成了LeddarCore?SoC和LeddarSP数字信号处理软件。

Ledda Pixell水平视角达180度,实现了车辆周围无任何死区或盲点的卓越探测可靠性,采用3D闪存固态设计,无活动部件,拥有卓越的耐用性,配备了IP67防水外壳,并带有抗冲击窗和汽车级连接器。

Leddar Pixell可对车辆周围的行人、骑车人和其他障碍物提供高度可靠的探测,非常适用于为确保乘客和交通弱势群体(VRU)的安全和保护而开发的感知平台,目前已被北美和欧洲的十几家领先的自动驾驶汽车供应商采用。

除了自动驾驶汽车外,此款传感器还可以装在卡车和公共汽车等大型商用车辆上,覆盖关键盲点,提高安全性。

Aeva基于芯片的激光雷达

激光雷达初创公司Aeva展出了最新的4D激光雷达芯片系统,它将适用于自动驾驶汽车的激光雷达传感器中的主要部件集成到了一块芯片上面,而芯片大小与二十五美分硬币相当。

Aeva的4D激光雷达芯片系统可以测量300米以外的物体的每一点的瞬时速度。该激光雷达不受其他传感器或阳光的干扰,并且其功耗远远低于其他同性能产品,从而提高了自动驾驶的安全性和可扩展性。

这款激光雷达可以每秒为每束光提供数百万个点,从而产生超高保真度数据,耐用运行功耗仅为同性能产品的几分之一,从而提供了自动驾驶要求的安全性和可扩展性。

这款芯片激光雷达批量生产后售价将低于500美元。

Blickfeld远程激光雷达Cube Range

Blickfeld展出了其激光雷达产品阵容内的最新成员——Cube Range。配合Blickfeld Cube其他产品一起,Blickfeld可为自动驾驶汽车提供完整的激光雷达套件。

Cube Range传感器是基于MEMS(微电子机械系统)的3D固态激光雷达,当物体反射率为10%时,探测范围为150米,如果反射率高一些,它可以实现250米的探测范围。

由于Cube Range激光雷达分辨率高、探测距离长,通过精确生成一个密集的3D点云,然后利用软件对其实时评估,可以确保即使在黑暗、大雾或者有强烈太阳光的情况下,也能精确探测到周围环境情况。

Cepton Technologies最新激光雷达Helius

Cepton展出了最新激光雷达Helius,它融合了Cepton采用Micro Motion Technology 专利的3D激光雷达感应器、最小化数据负担的边缘计算和用于实时分析的内置高级感知软件。

Helius可提供对象尺寸、位置和速度的厘米级精确3D感测,而不受光照条件的影响,并可从多个传感器收集和处理数据,在整个传感器覆盖区域内对对象进行无缝跟踪。

Helius提供了高级对象检测、跟踪和分类功能,可为智慧城市、交通基础设施和安全等领域提供广泛的应用。

Innovusion最新激光雷达猎鹰(Falcon)

一直致力于开发长距离图像级激光雷达设计和研发的Innovusion,继“猎豹(Cheetah)”、?“捷豹(Jaguar)”之后,在CES 2020上发布了其最先进的激光雷达系统“猎鹰(Falcon),并宣称其配备的感知软件可让该系统的感知能力超过人眼。

该激光雷达集专利电子探测器、先进光学技术和复杂算法软件于一身,并能提供与ADAS系统相当的低廉价格。它的采集速度达10-30帧/秒,水平和垂直分辨率均为0.07度,水平视角为110度,垂直视角30度。

“猎鹰“激光雷达将超长距离探测和图像级分辨率结合在一起,可以在120米检测到一个行人身上的40个点的细节,同时在110度的视角上维持高帧率和高分辨率,在整个探测范围内,它都不会因放大图像导致细节或清晰度的损失。

据该公司联合创始人和CEO鲍君威称,这款激光雷达采用了1550纳米激光束,可以穿过大雨视物,智能调整焦点,以高效完成感知和同时定位和建图(SLAM),并可在很远的距离上检测到非常小的障碍物。

猎鹰是针对专门面向汽车量产的产品,采用了符合车规,具备高可靠性、耐高低温、耐冲击的成熟元器件,实现大规模量产后,价格大概在500-1000美元。

镭神智能MEMS固态激光雷达LS20系列

镭神智能在CES 2020上首度公开发售的LS20B、LS20D、LS20E出自LS20系列,均严格按照国际车规标准进行了系统设计,采用了镭神完全自主研发的高稳定性MEMS微振镜、16通道TIA芯片LS1716M等核心技术与创新工艺,使激光雷达在高性能、高稳定性、抗振动、耐高低温等方面均达到了自动驾驶精准感知环境的需求。

LS20D MEMS激光雷达垂直角度分辨率最大0.1度,等效于200线机械式激光雷达的扫描效果,水平视场角有60度,刷新帧率最高可达25帧/秒。

LS20E MEMS激光雷达的垂直角度分辨率最大仅0.05度,扫描效果将等效于400线机械式激光雷达,且探测距离可达500m。

LS20B拥有水平120度、垂直20度的宽广视域,等效于200线机械式激光雷达的扫描效果,刷新帧率达25帧/秒。

其中, LS20B大批量售价仅999美元(人民币报价6998元), LS20D批量售价仅868美元(人民币报价5998元),而LS20E批量售价也仅为888美元(人民币报价6198元),并将于2020年4月开始正式交付。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

激光雷达在无人驾驶中的关键作用

激光雷达描绘周围环境几个主要参数,包括线数、点密度、水平垂直视角、检测距离、扫描频率、精度等。除了位置和距离信息,激光雷达还提供返回所扫描物体的密度信息,后续算法据此可以判断扫描物体的反射率再进行下步处理。通过检测目标物体的空间方位和距离,通过点云来描述3D环境模型,提供目标的激光反射强度信息,提供被检测目标的详细形状描述,不仅在光照条件好的环境下表现优秀,而且在黑夜和雨天等极端情况下也有较好表现。

总的来说,激光雷达传感器在精度、分辨率、灵敏度、动态范围、传感器视角、主动探测、低误报率、温度适应性、黑暗和不良天气适应性、信号处理能力等指标方面表现优秀。仅靠单类传感器和单一技术难以实现安全的自主驾驶。提醒我们要在最基础的感知方案上不能减配关键传感器,而且还需要多类传感器冗余配置和信息融合。

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