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技術趨同難分伯仲,國內外激光雷達產品競爭火熱

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

國外激光雷達黑科技頻出

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。通過受光技術和安裝技術,此款激光雷達尺寸縮小至350cc。在體積變成傳統(tǒng)產品三分之一的同時,該款雷達分辨率高打1200×80,約為傳統(tǒng)產品4倍。這是目前業(yè)內最小的固態(tài)激光雷達。
在此款雷達中,SiPM芯片具有比同類產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%。同時利用溫度補償,調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重振動、風壓和溫度變化的環(huán)境中這款產品也能保持高性能。
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器所設計和制造的雷達傳感器,主要應用在無人機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器所處的環(huán)境。
microLiDA系列與標準自動駕駛(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)設計的固態(tài)激光雷達,集遠程感知和廣視場角于一體,用于ADAS和自動駕駛交通應用中的安全導航和防撞,同時實現駕駛輔助功能,如ACC、LKA和(PAEB。在該款雷達上,Velodyne采用了突破性的專有微型激光雷達陣列架構(MLA),MLA匯集了激光雷達工作的核心要素:光學芯片和 Velodyne的ASIC技術,8個激光雷達通道縮小到一美分大小構成了激光雷達傳感器的“引擎”。
M1600則是應用在移動機器人領域的固態(tài)激光雷達,同樣采用了突破性的專有微型激光雷達陣列架構(MLA)。在感知范圍上國內移動機器人采用國產雷達大多可以掃描20m左右,M1600可以感知到30m,這個硬性指標上M1600較國產還是有較大的領先。掃描范圍上的擴大會讓移動機器人在全局規(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器運行環(huán)境下會讓機器人更加平穩(wěn)。

Sense Photonics全球首款940nm全局快門閃光激光雷達

Sense Photonics的全球首款940nm全局快門閃光激光雷達適于汽車應用。通過革新性的架構改換,該產品使數據輸出小型化,解決了激光雷達飽受詬病的功能不足問題。
Sense在此架構中,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。

國內激光雷達百家爭鳴

國產激光雷達行業(yè)發(fā)展迅速,助推了國內機器人和智能汽車的快速發(fā)展。國產品牌有專注于單個行業(yè)賽道的廠商,還有在機器人與無人駕駛里多賽道共同發(fā)力的廠商。如思嵐科技就瞄準移動機器人市場,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產品上,除了常規(guī)的定位功能外,內置了基于激光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框架的不同構圖軟件。由于目前國內移動機器人行業(yè)里激光選型還較為混亂,不同的激光雷達和構圖軟件繪制出的地圖會有差異。
在官方數據上,這款雷達給出了2m/s的建圖移動速度,這在移動機器人建圖移動速度上是很快的了。應該與Slamtec Mapper內置了9自由度慣性導航系統(tǒng)有關,不內置慣導的情況下以2m/s的建圖移動速度極大可能會出現定位錯亂。思嵐科技將本體廠商的工作前置到激光雷達上也是不錯的嘗試。

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,能獲取更多的點云信息。在同線程的激光系列上,禾賽的車輛點云密度近乎壓倒國內外廠商。128系列能呈現出圖像級點云表現,單回波點頻可達3,456,000點/秒,反射率準度在±15%。
探測距離可達200m,1m范圍內探測誤差不超過5cm,在1-200m探測范圍內誤差不超過2cm(平均值),精度上與全球領先的廠商技術水平不分伯仲。在信號回傳上采取了加密發(fā)射與加密接受,保證不會因為其他雷達信號干擾而產生噪點。
速騰聚創(chuàng)RS-LiDAR-M1車規(guī)級MEMS固態(tài)激光雷達已就緒
RoboSense的RS-LiDAR-M1不到傳統(tǒng)64線機械式激光雷達體積的十分之一,達到108mm x 110mm x 45mm,精簡準確的設計將額定功耗控制在15w以內,平均溫升<15℃,適配主機廠對能耗長久以來的訴求。
探測距離同樣可達200m,對于近場物體的探測能力也很出色。一米內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)域檢測等感知結果。雖然垂直視場角上稍遜于禾賽,但分辨率占據上風且可以動態(tài)調控。

小結

當前,激光雷達融合高精地圖方案可以彌補視覺方案環(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。激光雷達的發(fā)展也推動了移動機器人導航技術的更迭。在技術逐漸趨同的背景下,激光雷達的發(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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