激光雷达在ADAS应用:海内外持续发展,2025年全球市场规模有望达6.2亿美元。2020年10月,百度在北京全方面开放无人驾驶出租车服务,在13个城市部署总数测试车辆,并且与一汽红旗合作实现了中国首条L4级自动驾驶乘用车生产线建设,具备批量生产能力。根据Forst&Sullivan研究估计,2026年ADAS领域使用激光雷达产业规模有望达12.9亿美元。其中,中国、美国、其他地区分别为6.7/3.5/2.7亿美元。2030年ADAS领域使用激光雷达产业规模有望达64.9亿美元,其中中国、美国、其他地区分别为32.5/13.0/19.5亿美元。激光雷达在无人仓储系统中实现货物的精确定位。上海轨道交通激光雷达
LiDAR还能够用于确定测量目标的速度。这可以通过多普勒方法或快速连续测距来实现。例如,可以使用LiDAR系统测量风速和车速。另外,LiDAR系统能够用于建立动态场景的三维模型,这是自动驾驶中会遇到的情形。这可以通过多种方式来实现,通常使用的是扫描的方式。LiDAR 技术中的挑战,在可实现的LiDAR系统中存在一些众所周知的挑战。这些挑战根据LiDAR系统的类型有所不同。以下是一些示例:隔离和抑制发射光束的信号——探测光束的辐射亮度通常远大于回波光束。必须注意确保探测光束不会被系统自身反射或散射回接收器,否则探测器将会因为饱和而无法探测外部目标。上海轨旁入侵激光雷达正规激光雷达的轻便设计使其便于携带和操作。
优劣势分析:优点:FLASH激光雷达较大的优势在于可以一次性实现全局成像来完成探测,且成像速度快。体积小,易安装,易融入车的整体外观设计。设计简洁,元件极少,成本低。信号处理电路简单,消耗运算资源少,整体成本低。刷新频率可高达3MHz,是传统摄像头的10万倍,实时性好,因此易过车规。缺点:不过FLASH激光单点面积比扫描型激光单点大,因此其功率密度较低,进而影响到探测精度和探测距离(低于50米)。要改善其性能,需要使用功率更大的激光器,或更先进的激光发射阵列,让发光单元按一定模式导通点亮,以取得扫描器的效果。
从自动驾驶技术发展来看,L0-L2阶段,传感器与控制系统的革新是主要变化;L3-L4阶段,感知与决策能力的增强是主要变化。L2、L3及L4级别的智能驾驶所需激光雷达台数分别为0台、1台和5台,激光雷达称为推动智能驾驶发展的重要因素。就国内市场而言,中国拥有世界较大的高级辅助驾驶和无人驾驶市场,成长空间也较为广阔。2020年11月发布的《智能网联汽车技术路线图(2.0版)》明确指出到2030年我国L2和L3级渗透率要超过70%。但激光雷达的技术路线仍然有其他的选项尚未成熟,市场目前依然处于群雄逐鹿的状态。伴随着在汽车行业的不断渗透与工业自动化的发展,激光雷达的投资机会可不断给到我们想象空间。激光雷达通过多角度扫描,获取目标的完整信息。
机械式激光雷达,工作原理,发射和接收模块被电机电动进行360度旋转。在竖直方向上排布多组激光线束,发射模块以一定频率发射激光线,通过不断旋转发射头实现动态扫描。优劣势分析,优势:机械式激光雷达作为较早装车的产品,技术已经比较成熟,因为其是由电机控制旋转,所以可以长时间内保持转速稳定,每次扫描的速度都是线性的。并且由于『站得高』,机械式激光雷达可以对周围环境进行精度够高并且清晰稳定的360度环境重构。劣势:虽然技术成熟,但因为其内部的激光收发模组线束多,并且需要复杂的人工调整,制造周期长,所以成本并不低,并且可靠性差,导致可量产性不高。其次,机械式激光雷达体积过大,消费者接受度不高。然后,它的寿命大约在1000h~3000h,而汽车厂商的要求是至少13000h,这也决定了其很难走向C端市场。激光雷达的扫描速度快,提高了数据处理效率。上海轨道交通激光雷达
激光雷达的分辨率高,能够捕捉到细微的目标特征。上海轨道交通激光雷达
当我们用当前帧和整个点云地图进行匹配的时候,我们便能得到传感器在整个地图中的位姿,从而实现在地图中的定位。传感器车规化,固态激光雷达取消了机械结构,能够击中目前机械旋转式的成本和可靠性的痛点,是激光雷达的发展方向。除了这两大迫切解决的痛点外,目前量产的激光雷达探测距离不足,只能满足低速场景(如厂区内、校园内等)的应用。日常驾驶、高速驾驶的场景仍在测试过程中。当前机械式激光雷达的价格十分昂贵,Velodyne 在售的 64/32/16 线产品的官方定价分别为 8 万/4 万/8 千美元。一方面,机械式激光雷达由发射光源、转镜、接收器、微控马达等精密零部件构成,制造难度大、物料成本较高;另一方面,激光雷达仍未大规模进入量产车、需求量小,研发费用等固定成本难以摊薄。 量产 100 万台 VLP-32后,那么其售价将会降至 400 美元左右。上海轨道交通激光雷达
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