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技術(shù)趨同難分伯仲,國內(nèi)外激光雷達(dá)產(chǎn)品競爭火熱

Robot Vision ? 來源:電子發(fā)燒友網(wǎng) ? 作者:李寧遠(yuǎn) ? 2021-08-23 10:04 ? 次閱讀
隨著智能汽車近年來的快速發(fā)展,激光雷達(dá)熱度居高不下,尤其是特斯拉與其他車企對于激光雷達(dá)的不同看法與爭議,更是引發(fā)了極大關(guān)注。在工業(yè)制造激光雷達(dá)也體現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用空間。
目前主流廠商走的應(yīng)用在智能汽車領(lǐng)域的激光雷達(dá)均采用面陣閃光,在移動機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用的激光選型目前以單線為主,但不排除隨著移動機(jī)器人智能化需求提成開始采用面陣。

國外激光雷達(dá)黑科技頻出

日本東芝推出最小體積最高分辨率LiDAR

今年六月,日本東芝(Toshiba)發(fā)布了新款固態(tài)激光雷達(dá)。通過受光技術(shù)和安裝技術(shù),此款激光雷達(dá)尺寸縮小至350cc。在體積變成傳統(tǒng)產(chǎn)品三分之一的同時,該款雷達(dá)分辨率高打1200×80,約為傳統(tǒng)產(chǎn)品4倍。這是目前業(yè)內(nèi)最小的固態(tài)激光雷達(dá)。
在此款雷達(dá)中,SiPM芯片具有比同類產(chǎn)品更小的晶體管模塊,并消除了緩沖層,使SiPM芯片的尺寸縮小了75%。同時利用溫度補(bǔ)償,調(diào)整光接收單元的電壓輸入,減少外部溫度變化的影響,提供了所有天氣狀況下穩(wěn)定工作的耐久性,從理論上說即使在有嚴(yán)重振動、風(fēng)壓和溫度變化的環(huán)境中這款產(chǎn)品也能保持高性能。
LightWare新款最小、最輕的SF45掃描microLiDAR
僅重59克的SF45是LightWare面向自動駕駛汽車和無人機(jī)器所設(shè)計和制造的雷達(dá)傳感器,主要應(yīng)用在無人機(jī)以及無人地面車輛上。SF45有效掃描距離為50米,可以檢測到明亮陽光下的障礙,讓自動駕駛儀或操作員能夠清晰地了解機(jī)器所處的環(huán)境。
microLiDA系列與標(biāo)準(zhǔn)自動駕駛(Ardupilot/PX4)兼容,同時開放適用于RaspberryPi和Arduino等定制控制器的API。

Velarray H800與Velarray M1600

Velarray H800是Velodyne Lidar為面向汽車行業(yè)設(shè)計的固態(tài)激光雷達(dá),集遠(yuǎn)程感知和廣視場角于一體,用于ADAS和自動駕駛交通應(yīng)用中的安全導(dǎo)航和防撞,同時實(shí)現(xiàn)駕駛輔助功能,如ACC、LKA和(PAEB。在該款雷達(dá)上,Velodyne采用了突破性的專有微型激光雷達(dá)陣列架構(gòu)(MLA),MLA匯集了激光雷達(dá)工作的核心要素:光學(xué)芯片和 Velodyne的ASIC技術(shù),8個激光雷達(dá)通道縮小到一美分大小構(gòu)成了激光雷達(dá)傳感器的“引擎”。
M1600則是應(yīng)用在移動機(jī)器人領(lǐng)域的固態(tài)激光雷達(dá),同樣采用了突破性的專有微型激光雷達(dá)陣列架構(gòu)(MLA)。在感知范圍上國內(nèi)移動機(jī)器人采用國產(chǎn)雷達(dá)大多可以掃描20m左右,M1600可以感知到30m,這個硬性指標(biāo)上M1600較國產(chǎn)還是有較大的領(lǐng)先。掃描范圍上的擴(kuò)大會讓移動機(jī)器人在全局規(guī)劃算法上起到優(yōu)化作用。32度的廣闊垂直視野支持在面對擁擠的機(jī)器運(yùn)行環(huán)境下會讓機(jī)器人更加平穩(wěn)。

Sense Photonics全球首款940nm全局快門閃光激光雷達(dá)

Sense Photonics的全球首款940nm全局快門閃光激光雷達(dá)適于汽車應(yīng)用。通過革新性的架構(gòu)改換,該產(chǎn)品使數(shù)據(jù)輸出小型化,解決了激光雷達(dá)飽受詬病的功能不足問題。
Sense在此架構(gòu)中,讓15000個VCSEL陣列同時閃光,照亮SPAD接收器上的140000像素,輸出千瓦的峰值光功率,同時平均功率非常小。

國內(nèi)激光雷達(dá)百家爭鳴

國產(chǎn)激光雷達(dá)行業(yè)發(fā)展迅速,助推了國內(nèi)機(jī)器人和智能汽車的快速發(fā)展。國產(chǎn)品牌有專注于單個行業(yè)賽道的廠商,還有在機(jī)器人與無人駕駛里多賽道共同發(fā)力的廠商。如思嵐科技就瞄準(zhǔn)移動機(jī)器人市場,而禾賽科技、速騰聚創(chuàng)這樣的行業(yè)大佬則多線發(fā)力。

思嵐Slamtec Mapper集合SLAM引擎

在這款Slamtec Mapper產(chǎn)品上,除了常規(guī)的定位功能外,內(nèi)置了基于激光SLAM的建圖功能。一般來說,不管是基于激光-SLAM還是V-SLAM,都是各家移動機(jī)器人本體廠商自己在做的事情,每一家都會有基于SLAM框架的不同構(gòu)圖軟件。由于目前國內(nèi)移動機(jī)器人行業(yè)里激光選型還較為混亂,不同的激光雷達(dá)和構(gòu)圖軟件繪制出的地圖會有差異。
在官方數(shù)據(jù)上,這款雷達(dá)給出了2m/s的建圖移動速度,這在移動機(jī)器人建圖移動速度上是很快的了。應(yīng)該與Slamtec Mapper內(nèi)置了9自由度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)有關(guān),不內(nèi)置慣導(dǎo)的情況下以2m/s的建圖移動速度極大可能會出現(xiàn)定位錯亂。思嵐科技將本體廠商的工作前置到激光雷達(dá)上也是不錯的嘗試。

禾賽Pandar系列


禾賽Pandar系列均采用dToF測距原理。在128線的雷達(dá)系列上,擁有最小的垂直角分辨率0.125°,在相同距離下,能獲取更多的點(diǎn)云信息。在同線程的激光系列上,禾賽的車輛點(diǎn)云密度近乎壓倒國內(nèi)外廠商。128系列能呈現(xiàn)出圖像級點(diǎn)云表現(xiàn),單回波點(diǎn)頻可達(dá)3,456,000點(diǎn)/秒,反射率準(zhǔn)度在±15%。
探測距離可達(dá)200m,1m范圍內(nèi)探測誤差不超過5cm,在1-200m探測范圍內(nèi)誤差不超過2cm(平均值),精度上與全球領(lǐng)先的廠商技術(shù)水平不分伯仲。在信號回傳上采取了加密發(fā)射與加密接受,保證不會因?yàn)槠渌走_(dá)信號干擾而產(chǎn)生噪點(diǎn)。
速騰聚創(chuàng)RS-LiDAR-M1車規(guī)級MEMS固態(tài)激光雷達(dá)已就緒
RoboSense的RS-LiDAR-M1不到傳統(tǒng)64線機(jī)械式激光雷達(dá)體積的十分之一,達(dá)到108mm x 110mm x 45mm,精簡準(zhǔn)確的設(shè)計將額定功耗控制在15w以內(nèi),平均溫升<15℃,適配主機(jī)廠對能耗長久以來的訴求。
探測距離同樣可達(dá)200m,對于近場物體的探測能力也很出色。一米內(nèi)的高反物體也能做到迅速識別。在探測同時加入的AI感知算法,能在輸出障礙物檢測的同時,進(jìn)行障礙物分類,動態(tài)物體跟蹤,以及可行駛區(qū)域檢測等感知結(jié)果。雖然垂直視場角上稍遜于禾賽,但分辨率占據(jù)上風(fēng)且可以動態(tài)調(diào)控。

小結(jié)

當(dāng)前,激光雷達(dá)融合高精地圖方案可以彌補(bǔ)視覺方案環(huán)境對依賴度高、算力需求大、探測距離短的缺陷,十分貼合整車廠追求高階自動駕駛的需求。激光雷達(dá)的發(fā)展也推動了移動機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)的更迭。在技術(shù)逐漸趨同的背景下,激光雷達(dá)的發(fā)展趨勢無疑是高性能、低成本、芯片化和固態(tài)化。
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