Ano ang lidar at paano gumagana ang lidar?

　　1. Ano ang Lidar?

Ang iba't ibang mga kumpanya ng kotse ay nagbibigay-diin sa lidar, kaya kailangan muna nating maunawaan, ano ang lidar?

LIDAR - Lidar, ay isang sensor,kilala bilang "mata ng isang robot", ay isang mahalagang sensor na nagsasama ng laser, pagpoposisyon ng GPS at mga inertial measurement device.Ang paraan na nagbabalik ng kinakailangang oras upang sukatin ang distansya ay katulad sa prinsipyo sa radar, maliban na ang mga laser ay ginagamit sa halip na mga radio wave.Masasabing ang lidar ay isa sa mahahalagang configuration ng hardware upang matulungan ang mga kotse na makamit ang mataas na antas ng intelligent assisted driving function.

2. Paano gumagana ang lidar?

Susunod, pag-usapan natin kung paano gumagana ang lidar.

Una sa lahat, kailangan nating linawin na ang lidar ay hindi gumagana nang nakapag-iisa, at sa pangkalahatan ay binubuo ng tatlong pangunahing module: laser transmitter, receiver, at inertial positioning at navigation.Kapag gumagana ang lidar, maglalabas ito ng ilaw ng laser.Pagkatapos makatagpo ng isang bagay, ang ilaw ng laser ay ire-refracte pabalik at matatanggap ng CMOS sensor, sa gayon ay sinusukat ang distansya mula sa katawan hanggang sa balakid.Mula sa isang prinsipyong pananaw, hangga't kailangan mong malaman ang bilis ng liwanag at ang oras mula sa paglabas hanggang sa CMOS perception, maaari mong sukatin ang distansya ng balakid.Kasama ng real-time na GPS, inertial navigation information at pagkalkula ng anggulo ng laser radar, makukuha ng system ang distansya ng object sa unahan.I-coordinate ang impormasyon ng tindig at distansya.

Susunod, kung ang isang lidar ay maaaring maglabas ng maramihang mga laser sa isang set na anggulo sa parehong espasyo, maaari itong makakuha ng maramihang mga sinasalamin na signal batay sa mga hadlang.Kasama ang hanay ng oras, anggulo ng pag-scan ng laser, posisyon ng GPS at impormasyon ng INS, pagkatapos ng pagproseso ng data, ang mga impormasyong ito ay isasama sa mga x, y, z na mga coordinate upang maging isang three-dimensional na signal na may impormasyon sa distansya, impormasyon sa spatial na posisyon, atbp. Pinagsasama-sama ang mga algorithm, ang system ay maaaring makakuha ng iba't ibang kaugnay na mga parameter tulad ng mga linya, ibabaw, at mga volume, sa gayon ay nagtatatag ng isang three-dimensional na point cloud na mapa at gumuhit ng isang mapa ng kapaligiran, na maaaring maging "mga mata" ng kotse.

3. Lidar Industry Chain

1) Tagapaghatidchip: 905nm EEL chip Ang pangingibabaw ng Osram ay mahirap baguhin, ngunit pagkatapos na punan ng VCSEL ang power short board sa pamamagitan ng proseso ng multi-junction, dahil sa mababang gastos at mababang mga katangian ng drift ng temperatura, unti-unti nitong matatanto ang pagpapalit ng EEL, ang domestic chip na Changguang Ang Huaxin, Zonghui Xinguang ay nagsimula ng mga pagkakataon sa pag-unlad.

2) Receiver: Dahil ang 905nm na ruta ay kailangang dagdagan ang distansya ng pagtuklas, inaasahan na ang SiPM at SPAD ay magiging isang pangunahing trend.Ang 1550nm ay patuloy na gagamit ng APD, at ang threshold para sa mga kaugnay na produkto ay medyo mataas.Sa kasalukuyan, ito ay pangunahing monopolyo ng Sony, Hamamatsu at ON Semiconductor.Ang 1550nm core na Citrix at 905nm Nanjing Core Vision at Lingming Photonics ay inaasahang mangunguna sa paglusot.

3) Pagtatapos ng pagkakalibrate: Ang semiconductorAng laser ay may maliit na resonator cavity at mahinang spot quality.Upang matugunan ang pamantayan ng lidar, ang mabilis at mabagal na axes ay kailangang ihanay para sa optical calibration, at ang line light source solution ay kailangang homogenize.Ang halaga ng isang lidar ay daan-daang yuan.

4) TEC: Dahil nalutas na ng Osram ang temperature drift ng EEL, natural na may mababang temperature drift ang VCSEL, kaya hindi na kailangan ng lidar ng TEC.

5) Pagtatapos ng pag-scan: Ang pangunahing hadlang ng umiikot na salamin ay ang timing control, at ang proseso ng MEMS ay medyo mahirap.Ang Xijing Technology ang unang nakamit ang mass production.

4. Ang dagat ng mga bituin sa ilalim ng kapalit ng mga produktong domestic

Ang lokalisasyon ng lidar ay hindi lamang upang makamit ang domestic substitution at teknolohikal na pagsasarili upang maiwasan ang mga bansang Kanluran mula sa pag-alis, ngunit isang mahalagang kadahilanan din ay upang mabawasan ang mga gastos.

Ang abot-kayang presyo ay isang hindi maiiwasang paksa, gayunpaman, ang presyo ng lidar ay hindi mababa, ang halaga ng pag-install ng isang solong aparato ng lidar sa isang kotse ay halos 10,000 US dollars.

Ang mataas na halaga ng lidar ay palaging nananatiling anino nito, lalo na para sa mas advanced na mga solusyon sa lidar, ang pinakamalaking hadlang ay pangunahing gastos;Ang lidar ay itinuturing na isang mamahaling teknolohiya ng industriya, at tahasang sinabi ni Tesla na ang pagpuna sa lidar ay mahal.

Palaging naghahanap ang mga tagagawa ng Lidar na bawasan ang mga gastos, at habang nagbabago ang teknolohiya, unti-unting nagiging katotohanan ang kanilang mga mithiin.Ang pangalawang henerasyong intelligent zoom lidar ay hindi lamang may mahusay na pagganap, ngunit binabawasan din ang gastos ng dalawang-katlo kumpara sa unang henerasyon, at mas maliit ang laki.Ayon sa mga pagtataya sa industriya, sa 2025, ang average na presyo ng mga dayuhang advanced na lidar system ay maaaring umabot ng humigit-kumulang $700 bawat isa.

Ang kasalukuyang trend ng pag-unlad ng industriya ng lidar ay ang teknikal na antas ay nagiging mas mature araw-araw, at ang lokalisasyon ay unti-unting lumalapit.Ang lokalisasyon ng LiDAR ay dumaan sa ilang yugto.Una, ito ay pinangungunahan ng mga dayuhang kumpanya.Nang maglaon, nagsimula ang mga domestic na kumpanya at nadagdagan ang kanilang timbang.Ngayon, ang pangingibabaw ay unti-unting lumalapit sa mga domestic na kumpanya.

Sa mga nagdaang taon, ang alon ng autonomous na pagmamaneho ay lumitaw, at ang mga lokal na tagagawa ng lidar ay unti-unting pumasok sa merkado.Unti-unting naging popular ang mga produktong pang-industriya-grade lidar sa loob ng bansa.Sa mga domestic smart electric vehicle, sunod-sunod na lumitaw ang mga lokal na kumpanya ng lidar.

Ayon sa impormasyon, dapat mayroong 20 o 30 domestic radar company, tulad ng Sagitar Juchuang, Hesai Technology, Beike Tianhui, Leishen Intelligence, atbp., pati na rin ang mga higanteng electronic hardware tulad ng DJI at Huawei, gayundin ang mga tradisyunal na higanteng bahagi ng sasakyan. .

Sa kasalukuyan, kitang-kita ang mga bentahe ng presyo ng mga produktong lidar na inilunsad ng mga tagagawang Tsino tulad ng Hesai, DJI, at Sagitar Juchuang, na sinisira ang nangungunang posisyon ng mga mauunlad na bansa tulad ng Estados Unidos sa larangang ito.Mayroon ding mga kumpanya tulad ng Focuslight Technology, Han's Laser, Guangku Technology, Luowei Technology, Hesai Technology, Zhongji Innolight, Kongwei Laser, at Juxing Technology.Ang karanasan sa proseso at pagmamanupaktura ay nagtutulak ng pagbabago sa lidar.

Sa kasalukuyan, maaari itong hatiin sa dalawang paaralan, ang isa ay bumubuo ng mekanikal na lidar, at ang isa ay direktang nagla-lock ng mga produktong solid-state na lidar.Sa larangan ng high-speed autonomous driving, ang Hesai ay may medyo mataas na market share;sa larangan ng mababang bilis na autonomous na pagmamaneho, ang Sagitar Juchuang ang pangunahing tagagawa.

Mula sa pananaw ng upstream at downstream ng buong industriyal na kadena, ang aking bansa ay naglinang ng ilang makapangyarihang negosyo at nakabuo ng karaniwang kumpletong industriyal na kadena.Matapos ang mga taon ng paulit-ulit na pamumuhunan at akumulasyon ng karanasan, ang mga domestic radar na kumpanya ay gumawa ng malalim na pagsisikap sa kani-kanilang mga segment ng merkado, na nagpapakita ng pattern ng merkado ng mga namumulaklak na bulaklak.

Ang mass production ay isang mahalagang indicator ng maturity.Sa pagpasok sa mass production, bumabagsak din nang husto ang presyo.Inanunsyo ng DJI noong Agosto 2020 na nakamit nito ang mass production at supply ng automotive autonomous driving lidar, at ang presyo ay bumaba sa libong yuan level.;At ang Huawei, sa 2016 ay magsagawa ng pre-research sa lidar technology, upang gawin ang prototype verification sa 2017, at upang makamit ang mass production sa 2020.

Kung ikukumpara sa mga na-import na radar, ang mga domestic na kumpanya ay may mga pakinabang sa mga tuntunin ng pagiging maagap ng supply, pagpapasadya ng mga pag-andar, pakikipagtulungan sa serbisyo at pagiging makatwiran ng mga channel.

Ang halaga ng pagkuha ng imported na lidar ay medyo mataas.Samakatuwid, ang mababang halaga ng domestic lidar ay ang susi sa pagsakop sa merkado at isang mahalagang puwersang nagtutulak para sa domestic na kapalit.Syempre, maraming praktikal na problema tulad ng cost reduction space at mass production maturity ay nasa China pa rin.Kailangan pa ring harapin ng mga negosyo ang maraming hamon.

Mula nang ipanganak ito, ipinakita ng industriya ng lidar ang mga natitirang katangian ng mataas na antas ng teknikal.Bilang isang umuusbong na teknolohiya na may mataas na katanyagan sa mga nakaraang taon, ang teknolohiya ng lidar ay talagang may mahusay na teknikal na mga hadlang.Ang teknolohiya ay hindi lamang isang hamon para sa mga kumpanyang gustong pumasok sa merkado, kundi isang hamon din para sa mga kumpanyang matagal nang nasa loob nito.

Sa kasalukuyan, para sa domestic substitution, dahil ang mga lidar chips, lalo na ang mga sangkap na kinakailangan para sa pagpoproseso ng signal, higit sa lahat ay umaasa sa mga pag-import, ito ay nagtaas ng gastos sa produksyon ng mga domestic lidar sa isang tiyak na lawak.Ang natigil na proyekto sa leeg ay gagawin ang lahat upang harapin ang problema.

Bilang karagdagan sa kanilang sariling mga teknikal na kadahilanan, ang mga domestic radar na kumpanya ay kailangan ding linangin ang mga komprehensibong kakayahan, kabilang ang mga sistema ng pananaliksik at pagpapaunlad ng teknolohiya, mga matatag na supply chain at mga kakayahan sa mass production, lalo na ang mga kakayahan sa pagtiyak ng kalidad pagkatapos ng benta.

Sa ilalim ng pagkakataon ng “Made in China 2025″, ang mga domestic na tagagawa ay humahabol sa mga nakaraang taon at nakagawa ng maraming tagumpay.Sa kasalukuyan, ang lokalisasyon ay nasa panahon kung saan ang mga pagkakataon at hamon ay partikular na malinaw, at ito ang yugto ng pundasyon ng pagpapalit ng lidar import.

Pang-apat, ang landing application ay ang huling salita

Hindi pagmamalabis na sabihin na ang paggamit ng lidar ay nag-udyok sa isang tumataas na panahon, at ang pangunahing negosyo nito ay higit sa lahat ay nagmumula sa apat na pangunahing merkado, katulad ng industriyal na automation, matalinong imprastraktura, robot at sasakyan.

Mayroong isang malakas na momentum sa larangan ng autonomous na pagmamaneho, at ang automotive lidar market ay makikinabang mula sa pagtagos ng mataas na antas ng autonomous na pagmamaneho at mapanatili ang mabilis na paglago.Maraming mga kumpanya ng kotse ang nagpatibay ng mga solusyon sa lidar, na ginagawa ang unang hakbang patungo sa L3 at L4 na autonomous na pagmamaneho.

Ang 2022 ay nagiging transition window mula L2 hanggang L3/L4.Bilang core key sensor ng autonomous na teknolohiya sa pagmamaneho, ang lidar ay gumanap ng lalong mahalagang papel sa mga kaugnay na larangan sa mga nakaraang taon.Inaasahan na mula 2023, ang lidar track ng sasakyan ay papasok sa tuluy-tuloy na Rapid growth period.

Ayon sa isang ulat sa pagsasaliksik ng mga seguridad, sa 2022, lalampas sa 80,000 unit ang mga instalasyong lidar ng pampasaherong sasakyan ng China.Inaasahang aabot sa 26.1 bilyong yuan ang puwang ng lidar market sa larangan ng pampasaherong sasakyan ng aking bansa sa 2025 at 98 bilyong yuan sa 2030.Ang lidar ng sasakyan ay pumasok sa isang panahon ng paputok na demand, at ang pag-asam sa merkado ay napakalawak.

Ang unmanned ay isang uso sa mga nakaraang taon, at ang unmanned ay hindi mapaghihiwalay sa mga mata ng karunungan - ang sistema ng nabigasyon.Ang laser navigation ay medyo mature sa teknolohiya at landing ng produkto, at may tumpak na saklaw, at maaaring gumana nang matatag sa karamihan ng mga kapaligiran, lalo na sa madilim na gabi.Maaari rin itong mapanatili ang tumpak na pagtuklas.Ito ang kasalukuyang pinaka-matatag at pangunahing paraan ng pagpoposisyon at pag-navigate.Sa madaling salita, sa mga tuntunin ng aplikasyon, ang prinsipyo ng laser navigation ay simple at ang teknolohiya ay mature.

Unmanned, ito ay tumagos sa mga larangan ng konstruksiyon, pagmimina, pag-aalis ng panganib, serbisyo, agrikultura, paggalugad sa kalawakan at mga aplikasyon ng militar.Ang Lidar ay naging isang karaniwang paraan ng pag-navigate sa kapaligirang ito.

Simula sa 2019, parami nang parami ang mga domestic radar na inilapat sa mga aktwal na proyekto ng mga customer, sa halip na pagsubok lamang sa prototype sa workshop.Ang 2019 ay isang mahalagang watershed para sa mga domestic lidar company.Ang mga aplikasyon sa merkado ay unti-unting pumasok sa mga aktwal na kaso ng proyekto, pagpapalawak ng mas malawak na mga sitwasyon at saklaw ng aplikasyon, naghahanap ng sari-sari na mga merkado, at naging karaniwang pagpipilian para sa mga kumpanya..

Ang paggamit ng lidar ay unti-unting lumaganap, kabilang ang industriyang walang driver, ang robot ng serbisyoindustriya, industriya ng Internet ng Mga Sasakyan, ang matalinong transportasyon, at ang matalinong lungsod.Ang kumbinasyon ng lidar at drone ay maaari ding gumuhit ng mga mapa ng mga karagatan, takip ng yelo, at kagubatan.

Ang unmanned ay ang pinakamahalagang katangian ng matalinong logistik.Sa transportasyon at pamamahagi ng matalinong logistik, isang malaking bilang ng mga unmanned na teknolohiya ang ilalapat – mga mobile logistics robot at unmanned express na sasakyan, ang pangunahing pangunahing bahagi nito ay lidar.

Sa larangan ng matalinong logistik, ang saklaw ng aplikasyon ng lidar ay tumataas din araw-araw.Mula man ito sa paghawak hanggang sa warehousing o logistik, maaaring ganap na saklawin at palawakin ang lidar sa mga smart port, matalinong transportasyon, matalinong seguridad, matalinong serbisyo, at matalinong pamamahala sa lungsod.

Sa mga senaryo ng logistik tulad ng mga port, masisiguro ng lidar ang katumpakan ng pagkuha ng kargamento at bawasan ang kahirapan ng mga operasyon ng mga tauhan.Sa mga tuntunin ng transportasyon, maaaring tumulong ang lidar sa pagtuklas ng mga high-speed toll gate at matiyak na ang mga dumadaang sasakyan ay nakakatugon sa mga kinakailangan.Sa mga tuntunin ng seguridad, ang lidar ay maaaring maging mga mata ng iba't ibang kagamitan sa pagsubaybay sa seguridad.

Sa larangan ng pagmamanupaktura ng industriya, ang halaga ng lidar ay patuloy na naka-highlight.Sa linya ng produksyon, maaari nitong ilabas ang papel ng pagsubaybay sa materyal at matiyak ang awtomatikong operasyon.

Ang Lidar (Light Detection and Ranging) ay isang optical remote sensing na teknolohiya na lalong umuusbong bilang alternatibong cost-effective sa tradisyonal na mga diskarte sa surveying gaya ng photogrammetry.Sa mga nagdaang taon, ang lidar at drone ay madalas na lumitaw sa iba't ibang larangan ng aplikasyon sa anyo ng isang pinagsamang kamao, kadalasang gumagawa ng epekto ng 1+1>2.

Ang teknikal na ruta ng lidar ay patuloy na nagpapabuti.Walang pangkalahatang arkitektura ng lidar na maaaring matugunan ang mga pangangailangan ng lahat ng iba't ibang mga aplikasyon.Maraming iba't ibang application ang may iba't ibang form factor, field of view, range resolution, power consumption at gastos.Mangangailangan.

Ang Lidar ay may mga pakinabang nito, ngunit kung paano i-maximize ang mga pakinabang ay nangangailangan ng teknikal na suporta.Ang matalinong pag-zoom lidar ay maaaring makabuo ng mga three-dimensional na stereo na imahe, na perpektong nilulutas ang mga matinding sitwasyon tulad ng backlighting ng mga linya ng paningin at kahirapan sa pagtukoy ng mga hindi regular na bagay.Sa pag-unlad ng teknolohiya, gagampanan ng lidar ang bahagi nito sa maraming hindi inaasahang larangan ng aplikasyon, na magdadala sa amin ng higit pang mga sorpresa.

Sa panahon ngayon kung kailan ang gastos ay hari, ang mga radar na may mataas na presyo ay hindi kailanman naging pagpipilian ng pangunahing merkado.Lalo na sa aplikasyon ng L3 autonomous na pagmamaneho, ang mataas na halaga ng mga dayuhang radar ay ang pinakamalaking hadlang sa pagpapatupad nito.Ito ay kinakailangan upang mapagtanto ang import substitution para sa domestic radar.

Si Lidar ay palaging kinatawan ng pagbuo at aplikasyon ng mga umuusbong na teknolohiya.Mature man o hindi ang teknolohiya ay may kaugnayan sa aplikasyon nito at mass production promotion.Ang mature na teknolohiya ay hindi lamang magagamit, ngunit naaayon din sa mga gastos sa ekonomiya, umangkop sa iba't ibang mga sitwasyon, at maging sapat na ligtas.

Pagkatapos ng ilang taon ng pag-iipon ng teknolohiya, ang mga bagong produkto ng lidar ay patuloy na inilunsad, at sa pagsulong ng teknolohiya, ang kanilang mga aplikasyon ay lalong lumawak.Ang mga sitwasyon ng aplikasyon ay tumataas din, at ang ilang mga produkto ay na-export sa mga pangunahing merkado sa Europa at Estados Unidos.

Siyempre, nahaharap din ang mga kumpanya ng lidar sa mga sumusunod na panganib: kawalan ng katiyakan sa demand, mahabang oras ng pag-ramp-up para sa mga adopter na palakihin ang mass production, at mas mahabang panahon para sa lidar upang makabuo ng aktwal na kita bilang isang supplier.

Ang mga domestic na kumpanya na naipon sa larangan ng lidar sa loob ng maraming taon ay gagana nang malalim sa kani-kanilang mga segment ng merkado, ngunit kung gusto nilang sakupin ang mas maraming bahagi ng merkado, dapat nilang pagsamahin ang kanilang sariling akumulasyon ng teknolohiya, humukay ng malalim sa mga pangunahing teknolohiya, at bumuo at pagbutihin mga produkto.Ang kalidad at katatagan ay gumagana nang husto.