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产业链上游的雷达技术是什么样的?服务机器人和无人驾驶的眼睛解析
Jun 13, 2019  来源:-  作者:-



  像家庭环境下,我们说往往被称为一个非工业化的结构环境,它在家里的这种移动,它在家里应用场景下的各种像刚才潘总讲到的,各种桌子腿、椅子腿怎么去绕开它,包括有各种各样地面的材质,比如说地毯、瓷砖、地板等等,各种控制,特别是移动中的控制是一个难题。
 
 
  来自深圳市镭神智能系统有限公司CTO郭丰收郭总解析,机器人在各种各样室内室外环境下的镭射定位导航技术,是怎么通过镭射技术或者其他的视觉技术,带来在场景下的路径规划和定位,看完这个内容你会有新的认知。
 
  激光雷达是机器人的眼睛,它能为服务机器人提供什么服务呢?自动驾驶、AGV的服务市场增长非常迅速,激光雷达在这两个板块的突破中,作用非常明显,但也困难重重。
 
  激光雷达,制造厂商主要有几家,分别是国内的和日本的,还有一些是欧美的,另外还有一些汽车驾驶的供应商也在做激光雷达,激光雷达这个技术壁垒很高。一个主要的原因,就是激光雷达包括三个方面,一个是光学,一个是电路,电路包括算法,再一个是精准的控制。
 
  在机械扫描用到的激光雷达,扫描控制要非常准确,它是一个精密的光机电一体的东西,因此制作起来较难,另一个光学调试难度也较大,如果工艺不够先进,调试起来会非常困难,人力程度会非常高。还有一个,是成本过高的问题。成本过高的一个主要的原因,就是中国之前沿用的工艺都比较落后。
 
  通过网上有很多拆机可以看得到,如果是16线的激光雷达,每一线的发射和接受都是很复杂的,一共要把16线激光雷达做完的话要经过16路的调光,如果中间一线出问题了,这个激光雷达就要去返修,所以它的效率是非常低的。这就造成了激光雷达的成本一直居高不下。但随着近几年一些国内厂商的加入,还有激光雷达行业从业者的加入,国内激光雷达已经通过一些技术突破,把价格逐渐降下来。
 
  激光雷达的产业链较长,包括激光器的发射——激光管,激光的接受——探测器,激光扫描——机械扫描,还有一些其他方式的扫描,以及还有一个信号处理,又包括DSP处理器等等,要做一些算法的处理。
 
  郭丰收先生讲到,对于激光雷达厂家来说,不区分服务机器人,还是工业激光雷达,只分为两个场景,室内应用还是室外应用。室内应用,因为太阳光自然光对雷达的影响比较少,所以可以采用一些简单易行的方法,比如采用一些3D结构光,或者三角测距原理,或者用其他原理都可以实现。室外应用,因为自然光对雷达的影响比较大,这个时候要考虑到精度,还有测量范围,大多数情况下都用时间飞行法来做的,这个技术来说,它的成本相对来说较高。
 
  激光雷达分类,一个是机械扫描,例如无人驾驶车上拖了一个很大的旋转的。另一个是混合固态激光雷达,一般是固定的,不是单个的,当然扫描机构也是带机械的,把这个分类叫混合固态。当然还有未来的固态激光雷达,主要分为三种,一种是MEMS激光雷达,是通过半导体来进行扫描的。第二种是OPA光学矩阵,随着大量厂商的进入慢慢的技术会成熟起来,当然目前还没有成熟的产品。还有一个是3DFLASH激光雷达,现在它的功率不能做得很大,这就限制了它的一个测量距离,还有其他方面的,连续波等。
 
  郭丰收先生讲到,我们普通应用的这些激光雷达,一般是LD光源,产业比较成熟,而且价格比较成熟,因为一个半导体的成本比较低。但是波段却是905,是一个峰谷,指的是太阳光对905的影响比较小。太阳光影响比较小的情况下,就是1550纳米的波段,1550这个波段必须用光纤激光器或者其他的方式来产生光源,这个目前要做很多光纤的工艺放大什么的,成本相对比较高一点。
 
  但是要做远距离测量的话,1550纳米光源在大气中传播,穿透性要比905的好很多。而且在达到同样的一级人眼激光安全的情况下,1550米纳米的激光器的功率可以比905大一个数量级,也不会造成对人眼的伤害。
 
  除了做激光雷达之外,镭神智能也做一些行业的解决方案,郭丰收先生举例道:比如说我们会做一些基于我们激光雷达的多传感器融合解决方案,还有一个是做机器人的参考方案给一些机器人公司,还有做一些防撞预警的解决方案,包括我们带反光板导航的激光雷达和解决方案。
 
  还有一个,因为我们是有在激光雷达测距行业的有三种解决方案都在做,通常车载的都是TOF激光雷达,三角法的精确度比较高,我们有很多的传感器,主要给工厂自动做一些测量应用。还有在安防方面我们有很多客户应用案例,当然还有高端的激光雷达,还有三维地图的绘制。
 
  激光雷达的应用场景很多,用激光雷达也可以做一些盲区检测,以及激光雷达现在做的一些车路协同的项目,还有一些激光雷达的机器人的解决方案,例如主要是给一些入门的,可能没有机器人方面、算法方面很丰富经验的公司,提供一些开发平台,主要是工业机器人应用的一些带反光板精确定位的导航解决方案,同时也有一些工业的传感器用在工厂的自动化,比如说定点的测距可以检测物体表面的平整度,可以做一些工业的分拣,还有品种缺陷的分析。
 
  他讲到,因为镭神智能采用了半导体工艺,因此进行模组化,调试效率会非常高。还有一些芯片的开发,比如低噪声的放大器,目前已经是大批量的,后续通过一系列集成电路的开发计划,也能够进一步降低雷达的成本。
 
  随着雷达技术的不断深入,未来的无人驾驶和服务机器人无疑将迎来更广泛的市场。
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