电子发烧友网报道(文/周凯扬)即便是在车载激光雷达宣传得如此火热的当下,全球激光雷达市场的出货量中,贡献一半以上的还是工业与测绘用激光雷达。从去年Yole发布的激光雷达产业报告来看,虽然禾赛在车载激光雷达的出货量上名列第一,但从总营收的市场占比上看,排名前五的依然是主要发力工业与测绘激光雷达的Trimble、Hexagon、西克、Topcon、Riegl这几家厂商。
而且激光雷达在工业领域应用,可以说同样包含了在测绘与自动驾驶上的要求,比如大型室内测距以及工业移动机器人等。然而对于这类在业内仍算得上创新的传感方案,工业激光雷达在技术路线的选择上同样伴随着各种冲突,无论是扫描方式、激光器或是集成化设计等等。相对车规激光雷达来说,工业激光雷达的职能显得更加“专一”。
机械式激光雷达先行,固态激光雷达紧随其后
决定激光雷达分类的一个最关键因素就是扫描方式,从机械扫描、MEMS、OPA再到Flash等,激光雷达也被分为了机械式激光雷达、半固态激光雷达和固态激光雷达等。机械激光雷达起步和量产时间早,加上高精度等优势,虽说造价更为昂贵,但由于用量不多还在成本接受范围内,所以被率先应用于工业场景中。但新兴的工业应用诸如AGV、无人叉车等,也为半固态与固态激光雷达创造了新的机遇。
比如关键的体积问题,机械激光雷达较大的体积决定了其更适合用在一些固定系统上,比如非接触式的3D防护系统。借助机械激光雷达更容易实现全方位探测范围的优势,实现自定义的防护区域配置,利用主动扫描来检测入侵或辅助AMR完成避障。
而半固态和固态激光雷达,由于减少了机械扫描的运动部件,显著减小了体积,适合放在那些低系统负载的移动工业设备上,诸如无人叉车、牵引车等。而且由于机械扫描部件的减少,其可靠性也随之加强,对于一些存在振动且较为频繁的工业场景,也会缩短因为故障导致的长停机时间。
但半固态与固态在体积上的优势也不一定能完全体现出来,比如在无人叉车应用中,选择3块120°视场角的固态激光雷达在体积上真不一定会小过单个机械式激光雷达。所以工业激光雷达哪怕应用方向一致,也不一定有最优的选择,还是得在性能、成本等因素中进一步权衡,激光雷达的“专一性”可见一斑。
工业激光雷达的激光器选择
与小体积的图像传感器不同,在激光雷达的部署中,往往激光器的选择不仅决定了光源,也与扫描方式一样,或多或少决定了整个传感器系统的大小,而像AGV、清洁机器人和叉车这一类的设备中,如何将传感器做到更小的体积,给其他附加系统留出空间才是最重要的。
目前主流的激光器有边发射激光器(EEL)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)、光纤激光器等。EEL凭借高功率密度和高脉冲峰值功率,在测距领域应用多年相对成熟,尤其是与APD探测器组合在一起,诸如艾迈斯欧司朗等厂商在EEL上也有着深厚的技术积累。而VCSEL虽然在部分性能上不及EEL,但由于其可见发射器阵列与SPAD探测器集成在一起,省略掉运动部件,所以在现在的固态激光雷达中被频繁使用。
甚至已经有部分厂商已经在研发更高集成度的VCSEL,例如国内的识光芯科。识光芯科选择的是VCSEL+SPAD的技术路线,将SPAD探测器、高精度时钟采样矩阵、单光子测距引擎、dToF感知算法加速器、激光雷达控制单元和高速接口等集成到单个SoC芯片上,同时实现数据采集和片上处理,从而简化整个激光雷达系统的传感与计算结构。
对于工业机器人来说,如此设计可以在维持高集成度的同时,显著加快产品落地时间。所以我们在识光芯科的Pre-A轮融资中,也能看到汇川的身影。在工业控制与自动化领域,激光雷达必须得在性能、可靠性、体积与成本之间找到一个平衡,而现有的dToF+VCSEL+SPAD无疑是首选方案之一。
接着自然是老生常谈的波长选择,大家都知道1550nm相对905nm来说人眼安全等级更高,或者探测距离更远等,但905nm配套产品的技术成熟度更高、成本更低等等。不过我们在讨论波长的同时,也应该考虑到激光发射器带来的功耗问题。
毕竟AMR这种移动设备往往是通过可充电电池来运转的,除了驱动系统、处理系统等附加系统外,由激光雷达等传感器组成的感知系统功耗也应该纳入考量。所以无论使用哪种波长的大功率激光发射器,都应该注意功耗、能量转换效率等指标。
复杂工业环境下的“特种”激光雷达
与车规级激光雷达极力追求的通用性不同,很多时候工业激光雷达只需要覆盖单一场景即可,毕竟即便是AMR这种移动设备,或许会部署在复杂的环境中,但活动范围有限,可以预见的变数不多。反观车载激光雷达,则需要考虑到各种突发情况,添加更多的冗余设计,甚至是需要与其他ADAS系统协同开发。
以北醒光子的激光雷达TF02-Pro-W为例,这就是一个专为粉尘环境设计的料位检测激光雷达。由于料位检测并不需要3D数据,所以TF02-Pro-W仅仅只是一个单点测距的激光雷达。但其独特之处不仅在于优秀的测距性能,还在设备上集成了自清洁的除尘刷。
在料仓、料罐、粮仓这类粉尘污染严重的环境中,之所以用到激光雷达就是看中了其穿透能力强的特性,传统的图像传感器在类似场景中的可用性可谓大大受限。可即便如此,还是需要保证镜头清洁才能给到精确的检测结果。而TF02-Pro-W可以自动清洁激光雷达窗口镜上的粉尘赃物,从而减少人工维护的成本。
以及在某些复杂的工业环境中,激光雷达的IP防护等级要求要高于车规激光雷达,甚至达到IP67级以上。而且在做到如此高防护等级的同时,还得兼具RS-485、I2C等多工业接口的支持,甚至是对无线协议的支持。
写在最后
由于中国工业制造业正处于4.0的转型期,随着激光雷达等高性能工业传感器的出现,未来加大覆盖率已成定局。国内工业激光雷达的优势在于起步时间与国外齐平,已经落地的设计数量甚至远超国外。且对车载激光雷达的追求,加速了激光雷达各大组件的研发与制造突破,以及相关软件系统的完善。
不少激光雷达厂商在车载激光雷达产品逐步获取车规认证的途中,也都纷纷推出了工规级的激光雷达产品。鉴于市面上不少激光雷达公司也都创立不久,还在高研发投入和寻求融资的困境中挣扎,如果上车这条路走得并不顺畅,或许激光雷达厂商不必像工业激光雷达那么专一,兼顾工业与测绘领域也未尝不是一种思路。
而且激光雷达在工业领域应用,可以说同样包含了在测绘与自动驾驶上的要求,比如大型室内测距以及工业移动机器人等。然而对于这类在业内仍算得上创新的传感方案,工业激光雷达在技术路线的选择上同样伴随着各种冲突,无论是扫描方式、激光器或是集成化设计等等。相对车规激光雷达来说,工业激光雷达的职能显得更加“专一”。
机械式激光雷达先行,固态激光雷达紧随其后
决定激光雷达分类的一个最关键因素就是扫描方式,从机械扫描、MEMS、OPA再到Flash等,激光雷达也被分为了机械式激光雷达、半固态激光雷达和固态激光雷达等。机械激光雷达起步和量产时间早,加上高精度等优势,虽说造价更为昂贵,但由于用量不多还在成本接受范围内,所以被率先应用于工业场景中。但新兴的工业应用诸如AGV、无人叉车等,也为半固态与固态激光雷达创造了新的机遇。
比如关键的体积问题,机械激光雷达较大的体积决定了其更适合用在一些固定系统上,比如非接触式的3D防护系统。借助机械激光雷达更容易实现全方位探测范围的优势,实现自定义的防护区域配置,利用主动扫描来检测入侵或辅助AMR完成避障。
而半固态和固态激光雷达,由于减少了机械扫描的运动部件,显著减小了体积,适合放在那些低系统负载的移动工业设备上,诸如无人叉车、牵引车等。而且由于机械扫描部件的减少,其可靠性也随之加强,对于一些存在振动且较为频繁的工业场景,也会缩短因为故障导致的长停机时间。
但半固态与固态在体积上的优势也不一定能完全体现出来,比如在无人叉车应用中,选择3块120°视场角的固态激光雷达在体积上真不一定会小过单个机械式激光雷达。所以工业激光雷达哪怕应用方向一致,也不一定有最优的选择,还是得在性能、成本等因素中进一步权衡,激光雷达的“专一性”可见一斑。
工业激光雷达的激光器选择
与小体积的图像传感器不同,在激光雷达的部署中,往往激光器的选择不仅决定了光源,也与扫描方式一样,或多或少决定了整个传感器系统的大小,而像AGV、清洁机器人和叉车这一类的设备中,如何将传感器做到更小的体积,给其他附加系统留出空间才是最重要的。
目前主流的激光器有边发射激光器(EEL)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)、光纤激光器等。EEL凭借高功率密度和高脉冲峰值功率,在测距领域应用多年相对成熟,尤其是与APD探测器组合在一起,诸如艾迈斯欧司朗等厂商在EEL上也有着深厚的技术积累。而VCSEL虽然在部分性能上不及EEL,但由于其可见发射器阵列与SPAD探测器集成在一起,省略掉运动部件,所以在现在的固态激光雷达中被频繁使用。
甚至已经有部分厂商已经在研发更高集成度的VCSEL,例如国内的识光芯科。识光芯科选择的是VCSEL+SPAD的技术路线,将SPAD探测器、高精度时钟采样矩阵、单光子测距引擎、dToF感知算法加速器、激光雷达控制单元和高速接口等集成到单个SoC芯片上,同时实现数据采集和片上处理,从而简化整个激光雷达系统的传感与计算结构。
对于工业机器人来说,如此设计可以在维持高集成度的同时,显著加快产品落地时间。所以我们在识光芯科的Pre-A轮融资中,也能看到汇川的身影。在工业控制与自动化领域,激光雷达必须得在性能、可靠性、体积与成本之间找到一个平衡,而现有的dToF+VCSEL+SPAD无疑是首选方案之一。
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以北醒光子的激光雷达TF02-Pro-W为例,这就是一个专为粉尘环境设计的料位检测激光雷达。由于料位检测并不需要3D数据,所以TF02-Pro-W仅仅只是一个单点测距的激光雷达。但其独特之处不仅在于优秀的测距性能,还在设备上集成了自清洁的除尘刷。
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TOF激光雷达
TOF 方案激光雷达是激光雷达新一代技术方案,本产品解决了如市场三角测试法等产品组装问题难,价格成本高等问题,目前提供面阵及单光子技术,基于COM产品。集成了SPAD,TDC,DSP,RAM
发表于 06-07 00:03
毫米波雷达VS激光雷达VS超声波雷达
、紧急刹车、车距保持等功能。 综述根据上面的介绍进行简单的总结,三种雷达各自的特点及优劣势如下: 制式参数超声波雷达 激光雷达毫米波雷达 最大距离近远较远距离、角度分辨率一般 很高 高环境适应性易受
发表于 09-19 09:05
激光雷达传感器的行业趋势
市场需求:L3级以上无人驾驶的必备传感器 激光雷达是高精度传感器,但是有与过于昂贵,无人驾驶业界对激光雷达的存废之争一直没有停止过。非激光雷达阵营主要是以特斯拉为代表的的传统车企,他们倾向于
发表于 11-27 11:36
最佳防护——激光雷达与安防监控解决方案
设备不断向先进技术融合向前发展,激光雷达设备被作为安防监控领域的一大新起之秀,在这一行业发挥着它独特的优势。激光雷达+安防监控背景 随着安防监控领域的快速发展,安防监控系统越来越向多功能化、集成化
发表于 02-29 17:03
拆解的固态激光雷达有了这些新发现
经过拆解可以看出PIN型固态激光雷达除镜头外都有标准的量产元件可以选择,门槛很低,成本也不高,未来可以取代传统的低像素摄像头。但与摄像头比,激光雷达可以全天候全天时工作,雨雪雾霾,白天黑夜都能胜任。
发表于 05-20 06:56
激光雷达知多少:从技术上讲讲未来前景
快捷,所以,在测试周围障碍物的距离和精度上都更加精 确。但是,单线雷达只能平面式扫描,不能测量物体高度,有一定局限性。当前主要应用于服务机器人身上,如我们常见的扫地机器人。 多线激光雷达 多线激光雷达主要
发表于 07-14 07:56
借助激光雷达透过云雾探测物体量程可达180m
是一款工业级高速测量的激光雷达,且量程可达最高180m。针对室外强光和雨雪雾环境①的补偿算法,使其在强光和雨雪雾环境下依然可以正常工作。已成功在交通行业落地,可检测国内某交通流量项目、高速车速检测等项目。`
发表于 09-24 14:17
激光雷达成为自动驾驶门槛,陶瓷基板岂能袖手旁观
`科技的进步日新月异,要数在汽车圈子里最火热的词汇,自动驾驶辅助系统一定是位居榜单前列的,而自动驾驶中核心的硬件之一—激光雷达,也是屡屡被各家车企送上热搜榜单,成为了业界内关注的重心。激光雷达被
发表于 03-18 11:14
由iphone12说说激光雷达 FMCW激光雷达 精选资料分享
iphone12这个亮点不在5G上面,毕竟国内的一些厂商早就已配备,也不在颜色,重点在于配备了一颗激光雷达!先说一下这个激光雷达带来的用途,最直接的就是能够快速精准对焦,即使在晚上也能够很好实现
发表于 07-22 09:12
激光雷达的工作主要分成四大部分
激光雷达可以高精度、高准确度地获取目标的距离、速度等信息或者实现目标成像。激光通过扫描器单元形成光束角度偏转,光束与目标作用形成反射/散射的回波。当接收端工作时,可产生原路返回的回波信号光子到达
发表于 09-13 06:30
如何设计一款适合于果园应用的激光雷达
1、概述由于课题要求,需要设计一款适合于果园应用的激光雷达。因此采用单线扫描激光雷达和角度传感器来设计能采集二维数据的激光雷达。关于数据的转化的理论,我们可以查阅相关文献。在此,只讲基本的构造和程序
发表于 11-12 08:15
当“思岚”激光雷达邂逅盲人拐杖
,感知到障碍物的存在。自主导航与寻路利用激光SLAM可以在感知到障碍物的存在下避开障碍物,自主寻路和导航,实现智能移动。RPLIDAR A1 作为思岚科技第一款低成本激光雷达传感器,为思岚在行业的布局
发表于 11-12 14:12
Cepton的Nova激光雷达荣获CES 2022创新奖
Cepton Technologies, Inc.今天宣布,公司凭借其Nova激光雷达荣获CES® 2022汽车智能和交通类别创新奖,Nova激光雷达是一种用于近距离应用的微型、宽视场激光雷达传感器
发表于 11-16 14:21
演示面阵激光雷达
。这种光学装置通常由透镜和衍射光学元件组成。通过在VirtualLab Fusion中的可编程参数运行,构建了一个具有多个光源阵列的面阵激光雷达系统,并从空间和空间频域两个方面分析了该系统的工作原理
发表于 12-22 09:11
TOF高速单线激光雷达相关资料分享
STM32 Cube MX学习笔记——TOF 高速单线激光雷达 L10_串口中断通信1. TOF 高速单线激光雷达 L102. STM32 Cube MX配置代码配置1. TOF 高速单线激光雷达
发表于 03-02 07:19
昂贵的价格仍是车载激光雷达最大的发展障碍
汽车上的激光雷达,俗称车载激光雷达,而车载激光雷达又称车载三维激光扫描仪,是一种移动型三维激光扫描系统,是目前城市建模的最有效的工具之一。
发表于 02-04 17:40
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教你如何深入了解激光雷达!
在激光雷达领域,Velodyne可谓是“一哥”级。它成立于1983年,2005年开始研发激光雷达,并于同年推出了第一款激光雷达传感器。2007年,Velodyne用一款 64 线激光雷达进入360°高性能激光雷达领域,同时对外出售第一
激光雷达类型
。 车载激光雷达 车载激光雷达又称车载三维激光扫描仪,是一种移动型三维激光扫描系统,可以通过发射和接受激光束,分析激光遇到目标对象后的折返时间,计算出目标对象与车的相对距离,并利用收集
发表于 08-13 14:09
•2609次阅读
车载激光雷达技术及应用进展
本场主持人滨松高级市场推进工程师张杰先生进行了题为《车载激光雷达芯片的进阶之路》的开场报告。张杰先生从“自动驾驶用激光雷达的落地路径、落地过程中的问题、滨松产品升级方向”三个方面,向在场观众宏观分析了中国自动驾驶激光雷达产业的机遇。
自动驾驶中车载激光雷达是什么?
随着iPhone和iPad上激光雷达的使用,激光雷达的话题一下子火了,同时也让原本火热的自动驾驶话题中,车载激光雷达的内容更加热火朝天。 本文的目的是通过激光雷达相关知识和话题的交流,让大家
简述激光雷达Lidar里面的激光
近几年出现爆发式增长的局面。 目前车载激光雷达的光源跟扫地机中的激光雷达一样, 大多采用905 nm的激光器,存在人眼安全问题, 特别是在工作距离达到150 m以上,905 nm的激光器的光功率超过了人眼安全的阈值时,必须采用人眼
激光雷达上车元年已至,车载激光雷达量产情况如何?
乘着自动驾驶的东风,激光雷达在最近两年攒足了风头,各种融资上市消息蜂拥而至。2020年被称为“自动驾驶元年”,海外激光雷达公司在这一年迎来了上市热潮,包括实时环视激光雷达的发明者Velodyne在内,目前已经有5家激光雷达公司在美股上市。
车载激光雷达量产情况如何
电子发烧友网报道(文/梁浩斌)乘着自动驾驶的东风,激光雷达在最近两年攒足了风头,各种融资上市消息蜂拥而至。2020年被称为“自动驾驶元年”,海外激光雷达公司在这一年迎来了上市热潮,包括实时环视
多线激光雷达和单线激光雷达区别
。是一家能提供单点、单线到多线全系列、dtof、itof全品类激光雷达方案定制化的公司,而且掌握了机器人移动底盘技术。在激光雷达核心硬件、专用芯片、AI算法上具有完整的自主知识产权。
激光雷达应用领域
深圳市不止技术有限公司DTOF激光雷达广泛应用于无人驾驶、商用服务机器人、物流AGV车、大屏互动、安防、测绘、港口、工业自动化等八大产业生态圈。公司聚焦高性能、低成本二维及三维激光雷达技术的研究
激光雷达是什么,激光雷达的应用说明
激光雷达是什么? 激光雷达(英文:Lidar),激光雷达是集激光、全球定位系统(GPS)、和IMU(惯性测量装置)三种技术于一身的系统,相比普通雷达,激光雷达具有分辨率高,隐蔽性好、抗干扰能力更强等
激光雷达核心器件激光器的分类及选择
雷达作为车辆避障的重要手段,现在已经从最初仅有超声波雷达发展到超声波雷达、毫米波雷达和激光雷达互补共存的阶段,激光雷达以其分辨率高的优势,迎来快速增长的时期,无人驾驶技术已是大势所趋,车载的激光雷达近几年出现爆发式增长的局面。今天给大家介绍一
智能电车系列之车载雷达“激光雷达”
车载激光雷达市场趋势:放量与降价的良性循环。2022年激光雷达加速、加量上车,车载激光雷达进入降价通道。短时维度来看,降价来自于规模效应,当激光雷达达到十万量级的规模后,其单价将远低于1000美元。
发表于 01-17 10:38
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激光雷达的正确使用方法 1
随着激光雷达的装车,笔者发现,大家在使用激光雷达时,仍然存在诸多问题。那么,如何正确使用激光雷达,已然成为自动驾驶行业值得思考的问题。
首先,笔者归纳整理了一些行业内在激光雷达使用过程中存在
激光雷达的正确使用方法 2
随着激光雷达的装车,笔者发现,大家在使用激光雷达时,仍然存在诸多问题。那么,如何正确使用激光雷达,已然成为自动驾驶行业值得思考的问题。
首先,笔者归纳整理了一些行业内在激光雷达使用过程中存在
什么是激光雷达 不同技术路线的激光雷达的优势
通常激光雷达可以分为两大类:机械式激光雷达和固态激光雷达。机械式激光雷达采用机械旋转部件作为光束扫描的实现方式,可以实现大角度扫描,但是装配困难、扫描频率低。
发表于 02-21 11:18
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