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大疆发布九千元激光雷达,开辟了全新技术路线

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发表于 2020-2-19 11:57 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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大疆发布九千元激光雷达,开辟了全新技术路线
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       传闻大疆涉足汽车市场已久,去年12月25日,大疆创新(DJI)也以一则CES的预告,正式对外宣告已进军激光雷达产业的消息。这家专注于无人机的中国公司大疆正向着自动驾驶领域Tier 1的目标不断发力。


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       1月7日,CES 2020(美国国际消费电子展)展会上,大疆内部孵化的子公司Livox(览沃科技)发布两款专为自动驾驶汽车设计的激光雷达产品,Horizon和Tele-15。

其中Horizon专为L3/L4级自动驾驶汽车设计,标称探测距离260米,官网价格为800美元。Tele-15号称是全球首个探测距离达到500米的车载激光雷达。官网价格为1200美元。Horizion可在1月7日开始订购,Tele-15将于2020年第二季度正式推出。

Livox:大疆内部孵化的独立公司

据了解, Livox是由大疆内部孵化出来专门做激光雷达的团队,在初期可以得到大疆的研发资源、生产体系、销售推广、售后推广渠道的帮助,Livox都能够共享,但Livox依旧是一个独立公司,未来会更加独立于大疆的体系。

事实上,Livox早在2016年就开始成立了,直到2019年1月才开始对外公开三个系列产品(Mid、Horizon 和 Tele)。前三年时间里,Livox团队专注于研究市面上所有激光雷达的技术路线、以及进行产品研究、产品设计、以及产品化落地可靠性的测试。

目前,Livox共有3款激光雷达,除Horizion及Tele-15外,还有2019年1月份推出的Mid系列激光雷达MID 40和MID 100(由3个MID40组成),主要用于工业、无人机避障、安防及智慧城市等。有媒体曾报道,MID系列的水平FOV接近40度,视角比较窄,而Horizon能达到80度左右。

Livox开辟的全新激光雷达技术路线

目前的激光雷达存在着四条主要的技术路线:传统机械式激光雷达、MEMS、FLASH、OPA,各有各的优缺点。

传统机械式激光雷达采用水平线性扫描方式,存在产生盲点的风险,无论扫描持续多长时间,视场中的某些物体都会被遗漏,并且机械式激光雷达受限于生产工艺,大规模量产存在着一定的难度,并且成本依旧高昂。

MEMS微机电系统能够直接在硅基芯片上集成体积十分精巧的微振镜,由可以旋转的微振镜来反射激光器的光线,从而实现扫描,凭借超级高的扫描速度形成高密度的点云图。

但MEMS存在着非常重要的一点工艺上的卡点就是——MEMS微振镜的扫描角度是由控制电路调节的,保证角度精度是主要的技术难点,其量产可行性比较低。

Flash激光雷达刷新频率极其高,但Flash的光源能够覆盖到前方很宽范围内的所有目标物,而探测器的视场角刚好可以接收到这一范围内的反射光,这种工作原理造成了能量值低、量程难以到达20米以上,因此不能充当主传感器。

与MEMS和Flash相比,OPA是一条更为不成熟的路线,由于OPA的接收部件的不成熟,导致阳光下噪点多,难以作为主传感器之用。

上述四条技术路线都有各自的优缺点,但无法形成量产、性能、和可靠性上的平衡。

Livox开辟了一条全新的技术路线——非重复扫描技术。

随着激光束在视场(FOV)内非重复式扫描,Livox传感器扫描的区域面积会随着时间增大。如下图所示,Livox Mid-40或Mid-100传感器生成独特花朵状扫描图案,以创建周围环境的3D图像。图像保真度随时间迅速增加。

Livox的非重复扫描方式可实现随着扫描时间增加,达到近100%的视场覆盖率,在同等价位下,当今市面上同类产品均无法实现这样的性能。

此外,Livox也在光学结构设计上也下了一番功夫,避免上千个电子部件同时旋转——Livox将所有的发射和接收部件移到稳定的后端,在前端只用两三个棱镜做高速纯光学扫描,在技术上为稳定性提供了可能。此外,Livox的点云特性覆盖率随时间不断增加,并且无需进行重复扫描。

敲定技术路线只是一部分事情,激光雷达是一场关于技术、生产、以及销售的多元战争,在这场市场抢夺战当中,生产是重中之重的环节。

现有的激光雷达之所以无法大规模量产,很大一部分原因就是因为生产工艺的原因无法突破量产的大关。

如何将过去大疆在无人机的生产优势进行迁移,如何实现大规模量产,这是Livox在设计之初就需要考虑的问题。

而Livox给出的答案是Dl-Pack封装技术。

Livox表示:“Dl-Pack把多线激光器和接收器全部封装在小片子当中,化整为零,化繁为简,使得Livox能够做到高良率和高产能。此外,Dl-Pack能够实现激光器自动校准,大大减化了繁琐的人工对准工序。”

与此同时,Livox可以复用大疆工厂的一套生产体系和流程,借助大疆在整个电子行业供应链里建立起来的积累和优势,Livox能够筛选出非常优秀的供应商、有着完善的供应商来料管理。此外,在对产线工人培训、产线数据化、产品的检测等生产经验方面有着碾压性的优势。

新品瞄准自动驾驶

而此次发布的两款新品。

Horizon——地平线,探测距离可达260米,水平视场(HFOV)为81.7°,可以轻松覆盖10米外的4条车道,当积分时间为0.1秒时,其视场覆盖率与64线机械激光雷达相当。

使用五个Horizon传感器组合即可实现360°覆盖,而总成本仅为64线机械激光雷达的5%。

对于无人驾驶出租车,还是高级辅助车辆来说,低成本可量产的激光雷达,无疑都是重大利好消息。

Livox方面也展示了性能方面的对比。

比如使用Horizon探测到一名行人在十字路口过马路时,点云图如下:

想要探测更远,则需要Tele-15。

专为远距离探测而设计,其结构紧凑,具有高精度和高可靠性等优点,极大地扩展了实时测距范围。

当积分时间为0.1秒时,Tele-15可以在15°圆形视场范围内扫描99.8%的区域,胜过目前市场上销售的128线机械激光雷达。

Tele-15可以检测到500米外的物体,而这是人眼或其他传感器难以达到的。

因此,Tele-15的突破性性能使自动驾驶系统能够提前检测到远处物体,即使在高速行驶时也能提供更多的反应时间。

Livox同样提供了“跑分数据”。

比如Tele-15探测到的497米处建筑物点云样本:

最高售价9千元,大疆成“价格屠夫”

大规模量产能力使Livox能够进行严格的可靠性测试,多达2900台Livox激光雷达现已分别针对各种环境条件进行了严格测试。

即使在100 klx的光照条件下,单台机器的误报率均低于1/10000。Horizon和Tele-15的极限温度范围也严格按照汽车行业标准设计,可在-40˚C至85˚C范围内工作。

此外,Horizon和Tele-15的整个机身均可达IP67防水等级。

传统的机械激光雷达为实现360°全覆盖,大量关键电子部件处于高速旋转中,导致故障率的增加。Livox激光雷达的独特产品设计除了旋转棱镜外没有其他电子移动部件,相较现在市面上的激光雷达解决方案,Livox产品可靠性更高,持续工作寿命也更长。

每个传感器的激光功率都符合IEC 60825-1(2014)对905nm 1类激光产品的要求,并且对人眼安全。

最恐怖的还是价格:

Livox Horizon零售价为6499元人民币。

Tele-15零售价为9000元人民币。

要知道,Velodyne的128线一度要70万,老客户降价也要50万起。而国产玩家相对便宜,但64线产品也得20万起步。

所以大疆此次之猛,简直扔下原子弹。

更恐怖的是量产能力,大疆宣称可以直接上DJI大疆官方商城购买——在此之前,激光雷达还从未具备过“网购”实力。

大疆方面称,Horizon将于2020年1月7日开始供货,Tele-15将于2020年第二季度开始供货。

目前,大疆激光雷达也列出了首批合作伙伴。包括无人车公司AutoX,自动驾驶卡车希迪智驾,商用移动机器人Refraction AI和高仙机器人,以及专注于空中、地面和移动激光扫描技术的数字绿土,都开始使用大疆激光雷达。

自动驾驶落地进入中国时间

自动驾驶的实现尚且遥远,但激光雷达、芯片及软件算法等自动驾驶生产工具的竞争已进入新的阶段。

昨日( 2020年1月6日 ),美国商务部下属的工业和安全局(BIS)在美国《联邦公报》(Federal Register)上发布新的出口管制措施:自1月6日起,美国企业出口某些地理空间图像软件时必须得到许可,才能将软件发送到海外(加拿大除外)。根据文件要求,应用于智能化传感器、无人机、卫星和其他自动化设备的目标识别软件(无论民用或军用)都在限制范围之内。

该法案已为行业敲响了警钟,自主品牌需加快研发步伐,才能不在关键时刻受制于人。

随着大疆子公司Livox这两款明确能量产的国产激光雷达的发布,进一步验证自动驾驶落地将进入中国时间。

摘自网络,如侵权联系删之。


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