【解析】產業鏈上遊的雷達技術是什麼樣的?服務機器人和無人駕駛的...

2020-12-04 中國機器人網

  像家庭環境下,我們說往往被稱為一個非工業化的結構環境,它在家裡的這種移動,它在家裡

應用

場景下的各種像剛才潘總講到的,各種桌子腿、椅子腿怎麼去繞開它,包括有各種各樣地面的材質,比如說地毯、瓷磚、地板等等,各種控制,特別是移動中的控制是一個難題。 

  來自深圳市鐳神智能系統有限公司CTO郭豐收郭總解析,

機器人

在各種各樣室內室外環境下的鐳射定位導航技術,是怎麼通過鐳射技術或者其他的視覺技術,帶來在場景下的路徑規劃和定位,看完這個內容你會有新的認知。

 

  雷射雷達是機器人的眼睛,它能為

服務機器人

提供什麼服務呢?自動駕駛、AGV的服務市場增長非常迅速,雷射雷達在這兩個板塊的突破中,作用非常明顯,但也困難重重。

 

  雷射雷達,製造廠商主要有幾家,分別是國內的和日本的,還有一些是歐美的,另外還有一些汽車駕駛的供應商也在做雷射雷達,雷射雷達這個技術壁壘很高。一個主要的原因,就是雷射雷達包括三個方面,一個是光學,一個是電路,電路包括算法,再一個是精準的控制。

 

  在機械掃描用到的雷射雷達,掃描控制要非常準確,它是一個精密的光機電一體的東西,因此製作起來較難,另一個光學調試難度也較大,如果工藝不夠先進,調試起來會非常困難,人力程度會非常高。還有一個,是成本過高的問題。成本過高的一個主要的原因,就是中國之前沿用的工藝都比較落後。

 

  通過網上有很多拆機可以看得到,如果是16線的雷射雷達,每一線的發射和接受都是很複雜的,一共要把16線雷射雷達做完的話要經過16路的調光,如果中間一線出問題了,這個雷射雷達就要去返修,所以它的效率是非常低的。這就造成了雷射雷達的成本一直居高不下。但隨著近幾年一些國內廠商的加入,還有雷射雷達行業從業者的加入,國內雷射雷達已經通過一些技術突破,把價格逐漸降下來。

 

  雷射雷達的產業鏈較長,包括雷射器的發射——雷射管,雷射的接受——探測器,雷射掃描——機械掃描,還有一些其他方式的掃描,以及還有一個信號處理,又包括DSP處理器等等,要做一些算法的處理。

 

  郭豐收先生講到,對於雷射雷達廠家來說,不區分服務機器人,還是工業雷射雷達,只分為兩個場景,室內應用還是室外應用。室內應用,因為太陽光自然光對雷達的影響比較少,所以可以採用一些簡單易行的方法,比如採用一些3D結構光,或者三角測距原理,或者用其他原理都可以實現。室外應用,因為自然光對雷達的影響比較大,這個時候要考慮到精度,還有測量範圍,大多數情況下都用時間飛行法來做的,這個技術來說,它的成本相對來說較高。

 

  雷射雷達分類,一個是機械掃描,例如無人駕駛車上拖了一個很大的旋轉的。另一個是混合固態雷射雷達,一般是固定的,不是單個的,當然掃描機構也是帶機械的,把這個分類叫混合固態。當然還有未來的固態雷射雷達,主要分為三種,一種是MEMS雷射雷達,是通過半導體來進行掃描的。第二種是OPA光學矩陣,隨著大量廠商的進入慢慢的技術會成熟起來,當然目前還沒有成熟的產品。還有一個是3DFLASH雷射雷達,現在它的功率不能做得很大,這就限制了它的一個測量距離,還有其他方面的,連續波等。

 

  郭豐收先生講到,我們普通應用的這些雷射雷達,一般是LD光源,產業比較成熟,而且價格比較成熟,因為一個半導體的成本比較低。但是波段卻是905,是一個峰谷,指的是太陽光對905的影響比較小。太陽光影響比較小的情況下,就是1550納米的波段,1550這個波段必須用光纖雷射器或者其他的方式來產生光源,這個目前要做很多光纖的工藝放大什麼的,成本相對比較高一點。

 

  但是要做遠距離測量的話,1550納米光源在大氣中傳播,穿透性要比905的好很多。而且在達到同樣的一級人眼雷射安全的情況下,1550米納米的雷射器的功率可以比905大一個數量級,也不會造成對人眼的傷害。

 

  除了做雷射雷達之外,鐳神智能也做一些行業的解決方案,郭豐收先生舉例道:比如說我們會做一些基於我們雷射雷達的多傳感器融合解決方案,還有一個是做機器人的參考方案給一些

機器人公司

,還有做一些防撞預警的解決方案,包括我們帶反光板導航的雷射雷達和解決方案。

 

  還有一個,因為我們是有在雷射雷達測距行業的有三種解決方案都在做,通常車載的都是TOF雷射雷達,三角法的精確度比較高,我們有很多的傳感器,主要給工廠自動做一些測量應用。還有在安防方面我們有很多客戶應用案例,當然還有高端的雷射雷達,還有三維地圖的繪製。

 

  雷射雷達的應用場景很多,用雷射雷達也可以做一些盲區檢測,以及雷射雷達現在做的一些車路協同的項目,還有一些雷射雷達的機器人的解決方案,例如主要是給一些入門的,可能沒有機器人方面、算法方面很豐富經驗的公司,提供一些開發平臺,主要是

工業機器人應用

的一些帶反光板精確定位的導航解決方案,同時也有一些工業的傳感器用在工廠的自動化,比如說定點的測距可以檢測物體表面的平整度,可以做一些工業的分揀,還有品種缺陷的分析。

 

  他講到,因為鐳神智能採用了半導體工藝,因此進行模組化,調試效率會非常高。還有一些晶片的開發,比如低噪聲的放大器,目前已經是大批量的,後續通過一系列集成電路的開發計劃,也能夠進一步降低雷達的成本。

 

  隨著雷達技術的不斷深入,未來的無人駕駛和服務機器人無疑將迎來更廣泛的市場。

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