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國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)品質(zhì)逐漸趕上國(guó)際品牌

2021-05-29 16:39:12 wittyrobot 140

機(jī)智人科技

圖:機(jī)智人科技創(chuàng)始合伙人 趙麗麗

年開(kāi)始,國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)大部分廠家都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的量產(chǎn)。因此,國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)正在變得更加的激烈。


   激烈的競(jìng)爭(zhēng)正在帶動(dòng)國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)行業(yè)的快速發(fā)展。短短時(shí)間內(nèi),國(guó)內(nèi)部分激光雷達(dá)產(chǎn)品在品質(zhì)上逐步開(kāi)始跟上并趕上西克和北陽(yáng)的激光雷達(dá)產(chǎn)品。西克和北陽(yáng)的激光雷達(dá)被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為國(guó)際上最為頂尖的激光雷達(dá)產(chǎn)品的代表,也是業(yè)內(nèi)主要推崇的主流產(chǎn)品。


   我們看到,現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)產(chǎn)品在品質(zhì)方面已經(jīng)迎頭趕上,以深圳市機(jī)智人科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng):機(jī)智人科技)為代表,他們的WR(Witty Robotics,以下簡(jiǎn)稱(chēng)WR)脈沖激光雷達(dá)產(chǎn)品也逐漸得到業(yè)內(nèi)機(jī)器人制造企業(yè)的認(rèn)可。

機(jī)智人科技創(chuàng)始合伙人趙麗麗說(shuō):“機(jī)智人WR系列高精度版本可以宣稱(chēng)達(dá)到目前全球的頂尖精度±12mm(1sigma)。對(duì)于原使用進(jìn)口雷達(dá)的用戶,機(jī)智人產(chǎn)品可以提供比原本進(jìn)口價(jià)格超高性價(jià)比的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)服務(wù)?!?/span>


   目前國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)行業(yè)存在有兩個(gè)極端現(xiàn)象:第一個(gè)現(xiàn)象,國(guó)外品牌西克、北陽(yáng)的激光雷達(dá)產(chǎn)品價(jià)格不降反升,產(chǎn)品供不應(yīng)求;第二個(gè)現(xiàn)象,國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)產(chǎn)品價(jià)格戰(zhàn)愈演愈烈,甚至有可能會(huì)演變成惡性競(jìng)爭(zhēng)的局面。


   所以,從戰(zhàn)略的角度上去講,國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)產(chǎn)品追求品質(zhì)化將會(huì)是接下來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。


1號(hào)機(jī)器人網(wǎng)記者:你們WR脈沖激光雷達(dá)是基于脈沖激光測(cè)距技術(shù)開(kāi)發(fā)的,它與三角測(cè)距法和TOF原理激光雷達(dá)會(huì)有什么區(qū)別?


趙麗麗:脈沖TOF和三角法、相位TOF法,差別還是挺大的。


   用我們技術(shù)開(kāi)發(fā)人員常用的表達(dá)比較好理解,前者測(cè)量時(shí)候像發(fā)射炮彈,嘭一下就完成測(cè)量;后者像機(jī)關(guān)槍?zhuān)瑖}噠噠幾千到上萬(wàn)發(fā)子彈才完成測(cè)量,耗時(shí)長(zhǎng),威力?。ㄗ罱K結(jié)果不如炮彈)。


   結(jié)果就是脈沖TOF測(cè)得遠(yuǎn)、測(cè)得快、可靠測(cè)量黑色物體,三角和相位法測(cè)得近、測(cè)得慢、不能可靠探測(cè)黑色物體。還有抗光干擾也不如脈沖TOF。


   造高能炮和造機(jī)關(guān)槍的代價(jià)和難度差異,就是兩種技術(shù)的成本和難度差異。


   脈沖TOF法是一套高速高功率驅(qū)動(dòng)、高頻微弱模擬信號(hào)處理、超高速數(shù)字信號(hào)處理、高精度光機(jī)設(shè)計(jì)混合的系統(tǒng),基本涵蓋了模擬數(shù)字信號(hào)處理最尖端的技術(shù),需要的成本和難度和三角相位法相比不在一個(gè)量級(jí)。


   基于脈沖激光測(cè)距技術(shù),相比發(fā)出連續(xù)恒定的光源,脈沖光能量值要高出1000倍,確保測(cè)量的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)結(jié)合納秒級(jí)窄脈沖技術(shù),確保輸出一類(lèi)激光產(chǎn)品,對(duì)人眼很安全。


1號(hào)機(jī)器人網(wǎng)記者:現(xiàn)在市面上國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)產(chǎn)品已經(jīng)有很多,你們WR激光雷達(dá)相比西克和北陽(yáng)的激光雷達(dá)產(chǎn)品有沒(méi)有優(yōu)勢(shì)?


趙麗麗:單說(shuō)脈沖TOF技術(shù)的雷達(dá),國(guó)內(nèi)也有很多做脈沖TOF的,但是真正做的好的很少,尤其是在測(cè)量精度,即測(cè)量誤差上面。


   可以說(shuō)這就是sick、北陽(yáng)的技術(shù)壁壘。Sick、北陽(yáng)的精度誤差之間也是有區(qū)別的,為什么有的產(chǎn)品相對(duì)精度差些、抗陽(yáng)光相對(duì)弱,這里面由有很多細(xì)節(jié)去控制的。


   我們的高精度系列為什么比北陽(yáng)的精度相對(duì)好、抗陽(yáng)光性相對(duì)好,因?yàn)槲覀兊男盘?hào)帶寬大、能處理的信號(hào)范圍寬(最弱到最強(qiáng)的信號(hào)范圍)。當(dāng)然這些指標(biāo)大家都不會(huì)放出來(lái),但是就決定了你的真實(shí)表現(xiàn)性能。誰(shuí)宣稱(chēng)的參數(shù)有沒(méi)有水分,或者比較謙虛,實(shí)測(cè)使用就清楚了。


   WR系列高精度版本可以宣稱(chēng)達(dá)到目前全球的頂尖精度±12mm(1sigma)。對(duì)于原使用進(jìn)口雷達(dá)的用戶,機(jī)智人產(chǎn)品可以提供比原本進(jìn)口價(jià)格上超高性價(jià)比的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)服務(wù)?!?/span>


   使用方法上,我們和Sick、Hokuyo沒(méi)有差別,簡(jiǎn)單方便,有詳細(xì)的流程指導(dǎo)說(shuō)明,配有安裝包和網(wǎng)口數(shù)據(jù)接口,對(duì)于已經(jīng)使用習(xí)慣Sick和Hokuyo的工程師來(lái)說(shuō),這些流程都是不會(huì)陌生的。


   其實(shí),德國(guó)Sick和日本Hokuyo在世界上都代表著頂尖的脈沖雷達(dá)技術(shù)的企業(yè)。去年十月,我們和山東省科學(xué)院激光研究所、德國(guó)SICK、歐姆龍等知名企業(yè)和國(guó)內(nèi)龍頭激光企業(yè)等共同參與研討國(guó)內(nèi)雷達(dá)標(biāo)準(zhǔn)制定的初審會(huì)議,我們成為發(fā)起單位之一。


1號(hào)機(jī)器人網(wǎng)記者:目前國(guó)內(nèi)很多機(jī)器人導(dǎo)航解決方案商也都主推國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)產(chǎn)品,但是他們唯一顧慮的是國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)穩(wěn)定性的問(wèn)題,在穩(wěn)定性方面,你們會(huì)采取什么策略?從安全角度的保障,你們會(huì)怎么做?


趙麗麗:您的這個(gè)問(wèn)題提的非常好,我詳細(xì)咨詢了我們的技術(shù)開(kāi)發(fā)人員,我把他的表達(dá)代為轉(zhuǎn)述。這里我們從使用壽命、抗光性、安全性等方面去談:


   首先我們從產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上去看,我們的產(chǎn)品采用了270°的掃描角度。


   國(guó)內(nèi)很多激光雷達(dá)廠家都是360°掃描角度,看著比sick、北陽(yáng)的270°掃描角度大,但是會(huì)有幾家真正用了無(wú)線供電+光通信技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng):光磁技術(shù)),用電滑環(huán)的就幾千小時(shí)的壽命,這和sick、北陽(yáng)5年以上的壽命比相差甚遠(yuǎn)。


   (360°雷達(dá)電路板需要旋轉(zhuǎn),不能有線供電,線纜360°旋轉(zhuǎn)直接就繞斷了,必須采用無(wú)線供電+光通信傳輸信號(hào);而270°的雷達(dá)只有反射鏡旋轉(zhuǎn),不需要無(wú)線供電)。


   目前市面上所有多線激光雷達(dá)都是電滑環(huán),壽命幾千小時(shí)。即使360°雷達(dá)用了光磁技術(shù),相比270°雷達(dá),因負(fù)載重、質(zhì)心沒(méi)有后者穩(wěn)定,也會(huì)導(dǎo)致電機(jī)壽命短于后者。還有激光器的壽命,三角相位激光器連續(xù)壽命在1萬(wàn)多小時(shí),脈沖TOF的激光器是無(wú)限時(shí)間。


   我們發(fā)現(xiàn)業(yè)內(nèi)最新的三角測(cè)距法激光雷達(dá)將測(cè)量速度4000次/秒,提高到了16000次/秒,等效60us測(cè)量一次,激光器占空比壓縮了四倍,意味著激光器連續(xù)壽命減少4倍,提高測(cè)量數(shù)據(jù)、犧牲壽命,其實(shí)是拆東墻補(bǔ)西墻。


   所以原理在那擺著,要么提高激光發(fā)射功率、要么提高接收靈敏度。如果是提高激光功率,本來(lái)就是機(jī)關(guān)槍原理、發(fā)射時(shí)間長(zhǎng),再加上前面壓縮占空比,激光器壽命會(huì)進(jìn)一步下降,或者導(dǎo)致激光功率會(huì)對(duì)人眼造成安全問(wèn)題。


   如果是提高接收靈敏度,CCD本身的結(jié)面積意味著大視場(chǎng)角(環(huán)境光容易進(jìn)來(lái))、抗陽(yáng)光不行,再提高靈敏度,到戶外更是不行。


   脈沖TOF雷達(dá),發(fā)射接收視場(chǎng)角都很?。╩rad毫弧度,0.x度),抗光干擾能力遠(yuǎn)強(qiáng)于三角和相位tof雷達(dá)。


   從安全方面考慮,270°雷達(dá)有個(gè)好處,不說(shuō)安全認(rèn)證的(按1.8%反射率宣稱(chēng)、可檢測(cè)直徑7cm的物體),非安全認(rèn)證型的,按白色(70%反射率)或黑色物體(10%反射率)宣稱(chēng),因?yàn)椴捎冒l(fā)射接收同光軸結(jié)構(gòu)(發(fā)射和接收光路中心線在一起),隨著窗口臟污會(huì)導(dǎo)致能量衰減、檢測(cè)能力降低(檢測(cè)距離下降),但是臟到一定程度(達(dá)到內(nèi)部設(shè)定的閾值,我們是能量降到一半),就會(huì)把臟污的窗口視為障礙物(發(fā)射光經(jīng)窗口反射直接返回到接收),輸出斷開(kāi)、提醒用戶維保。


   而360°雷達(dá),采用了發(fā)射接受分軸光學(xué)結(jié)構(gòu)(望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)),窗口再臟,發(fā)射的激光也不會(huì)反射到接收,即隨著窗口臟污、用戶不維保的話,會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)能力降低到完全失效,避障是有安全隱患的。其實(shí)360°雷達(dá)唯一優(yōu)勢(shì)就是距離能做得更遠(yuǎn)(光學(xué)結(jié)構(gòu)好,分軸結(jié)構(gòu),發(fā)射激光擴(kuò)束后發(fā)散角小、能量集中,測(cè)得更遠(yuǎn)),實(shí)際上大家做出來(lái)的產(chǎn)品與Sick、北陽(yáng)比較并沒(méi)有優(yōu)勢(shì),只能說(shuō)明大家的硬件信號(hào)設(shè)計(jì)還有較大的差距(都是脈沖TOF,做的好與壞也是有區(qū)別的)。


   說(shuō)了這么多,我們的雷達(dá)性能完全不比Sick差(核心測(cè)量精度達(dá)到全球頂尖水平),并且我們相信這是目前全球成本、性能綜合比最高的一款。


1號(hào)機(jī)器人網(wǎng)記者:現(xiàn)在進(jìn)入激光雷達(dá)行業(yè)的企業(yè)越來(lái)越多,競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈,你們對(duì)國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)如何看待?你認(rèn)為你們的機(jī)會(huì)在哪里?


趙麗麗:激光雷達(dá)行業(yè)并不是新興行業(yè),而是最近在新的應(yīng)用場(chǎng)景下,并在資本市場(chǎng)的助推下形成了一波熱潮,帶動(dòng)了這個(gè)行業(yè)的發(fā)展,并成功重新引發(fā)人們對(duì)這個(gè)行業(yè)的關(guān)注。


   任何一個(gè)行業(yè)都會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng),這是屬于正常的商業(yè)現(xiàn)象,但我們需要透過(guò)激烈的競(jìng)爭(zhēng)背后去看產(chǎn)品本身,而不是關(guān)注競(jìng)爭(zhēng)本身。


   國(guó)內(nèi)雷達(dá)應(yīng)用市場(chǎng)很大,前景很好,但目前依然存在巨大的泡沫,需求是市場(chǎng)本身創(chuàng)造的,而不是靠資本杠桿翹動(dòng)的。


   激光雷達(dá)作為工業(yè)行業(yè)的一個(gè)傳感器,它的市場(chǎng)價(jià)值一定會(huì)受到應(yīng)用場(chǎng)景的帶動(dòng)和限制。我們的聚焦領(lǐng)域在于對(duì)雷達(dá)精度有要求的客戶群體,客戶之前的選擇區(qū)間非常小,可能只局限在于德國(guó)貨和日本貨,而現(xiàn)在他們可以在國(guó)內(nèi)找一家國(guó)產(chǎn)雷達(dá)商來(lái)替代原有產(chǎn)品。


1號(hào)機(jī)器人網(wǎng)記者:最后一個(gè)問(wèn)題,現(xiàn)在激光雷達(dá)發(fā)展有兩個(gè)極端現(xiàn)象,一方面是國(guó)外的激光雷達(dá)產(chǎn)品越來(lái)越貴,另一方面是國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)價(jià)格戰(zhàn)越來(lái)越激烈,你是怎么看待這一現(xiàn)象?一直價(jià)格戰(zhàn)估計(jì)大家都耗不起,你覺(jué)得國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)的出路在哪里?

趙麗麗:產(chǎn)品價(jià)格是由生產(chǎn)成本和供求關(guān)系決定的。


   國(guó)內(nèi)雷達(dá)市場(chǎng)還是陷在中國(guó)市場(chǎng)特有的價(jià)格戰(zhàn)之中,用低價(jià)和來(lái)吸引客戶,低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)可以帶來(lái)短暫得實(shí)惠,可傷害的卻是整個(gè)市場(chǎng),并且滿足不了所有市場(chǎng)。


   關(guān)鍵的問(wèn)題是,降價(jià)本身是不是可以帶來(lái)更多的用戶?有的用戶追求的是低價(jià),有的用戶追求的是品質(zhì)和安全。激光雷達(dá)是屬于很有壁壘的產(chǎn)品,低價(jià)產(chǎn)品可以滿足一部分用戶和市場(chǎng),但精準(zhǔn)和安全穩(wěn)定才是整個(gè)行業(yè)需要努力的目標(biāo)和使命。


   國(guó)外的激光雷達(dá)之所以昂貴,除了關(guān)稅運(yùn)費(fèi)等方面的原因,還有一方面是因?yàn)樵诹悴考氖褂蒙暇捅容^挑剔,以保證長(zhǎng)久品質(zhì)。這就是在工業(yè)制品的采購(gòu)上,很多企業(yè)傾向于選擇日本貨和德國(guó)貨來(lái)保證穩(wěn)定的產(chǎn)品性能。


   目前進(jìn)口雷達(dá)漲價(jià),絲毫不受?chē)?guó)內(nèi)雷達(dá)市場(chǎng)降價(jià)的影響,不降反升,這樣就大大刺激了國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)高品質(zhì)雷達(dá)的需求渴望。


   畢竟對(duì)于用戶和企業(yè)來(lái)說(shuō),降成本是他們真實(shí)的心聲,你能提供一款低價(jià)質(zhì)優(yōu)的產(chǎn)品來(lái)滿足市場(chǎng),客戶一定會(huì)選擇你,那我們的目標(biāo)就是,讓大家都沒(méi)有理由為了保證品質(zhì)再去購(gòu)買(mǎi)價(jià)格昂貴的進(jìn)口雷達(dá)產(chǎn)品,從而選擇國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的激光雷達(dá)產(chǎn)品去替代。


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