智能传感器国产化替代进程提速,又有一家企业加码进军工业领域

陆柒2023-10-162228

作为一种以激光为信号源的主动探测器,激光雷达每秒可发射出数十万甚至上百万个脉冲激光。
 

         

通过发射、接收脉冲激光,分析激光遇到目标对象后的折返时间,激光雷达可计算出到目标对象的相对距离,配合旋转扫描生成的点云图,绘制出环境地图,实现对环境的详细感知。

         
 

相较其他环境感知方式,激光雷达不仅探测距离远,其测量精度与稳定性也十分突出。也因此,激光雷达在机器人感知系统中常常占据核心地位,并被广泛认为是解决机器人行走、路径规划以及避障等问题的最优解。

         
 

但在早前很长一段时间,由于国外厂商发展较早,技术实力领先,占据市场主流并享受高溢价和市场垄断红利,采用国产激光雷达的人工智能产品并不多见,市场应用率也受到影响。

         
 

▍国产激光雷达崛起 多点突破厚积薄发

         
 

激光雷达从光电辐射和电磁雷达的基础上发展起来,涉及光学、电子学、计算机等多个方面。

         
 

激光雷达的起源最早可追溯至20世纪60年代。彼时,美国休斯实验室的西奥多·梅曼发明了人类历史上第一台激光器,并被应用于军用激光测距。此后,在很长一段时间内,激光雷达都主要被应用于气象探测以及针对海洋、深林、地表等不同领域的地形测绘。

 


 

阿波罗 15 号使用激光雷达对月球表面进行测绘(图片来源网络

         
 

直到1990年,德国Stuttgart 大学 Ackermann 教授领衔研制的世界上第一个激光断面测量系统,使得激光扫描过程中的精确即时定位定姿成为可能,激光雷达开始进入商用领域,被应用于工业测量和早期无人驾驶领域研究。

         
 

后来,随着技术的不断发展和应用领域的拓展,激光雷达的应用领域逐渐扩大至机器人、工业自动化、物流运输、智慧交通等多个领域。

         
 

相较于国外厂商在起步时间、知识储备、技术经验等方面占据先机,国内激光雷达企业的发展堪称“坎坷”。

         
 

起步时间上的落后,直接反映在了国内激光雷达企业在技术积淀上的不足,另一方面也导致了国内激光雷达市场由国外厂商主导。由于激光雷达本身结构复杂,量产难度大、成本高昂且核心技术长期被国外垄断,国内厂商在市场竞争时面临着强烈的外部环境压力。

         
 

(图片来源网络)

         
 

幸而,在重重压力下,国内激光雷达行业仍涌现出一批智能传感器企业坚持在技术研发侧加大投入、在应用场景侧开拓创新、在供应链侧优化控品,在多个领域掌握主动权,实现单点突破,百花齐放。

         
 

凭借性价比优势与国家政策的大力支持,国内激光雷达厂商以“星星之火”实现“燎原”,逐步实现了在商用级激光雷达市场的国产化替代,并在工业级激光雷达市场积极提升市场份额,向车规级激光雷达市场发起“进攻”。

         
 

成立于2015年的深圳玩智商科技有限公司(EAI科技),作为助力实现“激光雷达国产化替代”的重要一员,经过多年来的技术积淀已成为国内少数能同时满足消费级和商用级智能传感器量产的“国家级专精特新小巨人”企业。为在工业级激光雷达国产化替代方面贡献更多力量,EAI科技也积极展开了对工业级激光雷达产品的“攻关突破”。

         
 

▍推出YDLIDAR TIA 发力工业级国产化替代

         
 

前不久,在激光雷达发展较为成熟的机械式激光雷达领域,EAI科技隆重推出了其迈向工业级激光雷达领域的又一精品力作——旋转反射镜扫描式单线DToF激光雷达YDLIDAR TIA。

         
 

         
 

作为消费级&商用级智能传感器领域的明星企业,EAI科技此次推出的工业级激光雷达YDLIDAR TIA性能到底如何?

         
 

接下来,机器人大讲堂便和大家一起从测距方式、发射单元、测距频率、测距范围、扫描频率、扫描角度、探测精度等评价激光雷达性能的常用指标一起来进行详细了解。

         
 

测距方式

         
 

激光雷达测距原理主要方式包括三角测距和飞行时间测距(ToF)两种。相对于三角测距通过反射光斑的位置利用三角公式进行计算进而获得物体距离的方式,ToF通过测量光脉冲的飞行时间来计算目标距离,不仅精度高、反应速度快,其距离精度也不会因距离变远而变差。也因此,ToF是目前车载中长距激光雷达市场的主流方案。YDLIDAR TIA作为EAI科技匠心打造的工业级长距激光雷达产品,也同样采用了ToF飞行时间测距技术,来保障YDLIDAR TIA的测距能力。

         

         
 

发射单元

         
 

激光雷达中的激光器发出的激光束被用于对目标进行探测、跟踪和测量,从而为激光雷达实现其功能提供必须的信号源,对激光雷达的性能起着至关重要的作用。对此,EAI科技选择为YDLIDAR TIA配置了波长905nm的红外点状脉冲式激光器。该激光器已测试通过FDA Class I 级别的激光安全标准,符合21 CFR 1040.10和1040.11与2019年5月8日第56号激光公告所述的IEC 60825-1 Ed.3标准,可确保人类和宠物的安全性。

         
 

         
 

参数指标

         
 

激光器的选择对YDLIDAR TIA的测距频率、测距范围、扫描频率、扫描角度、探测精度等多方面产生了直接影响。在该激光器的支持下,YDLIDAR TIA的测距频率可达40KHz,测距范围在80%反射率的情况下可达0.05~25m、在10%反射率的情况下可达0.05~10m,扫描频率可达30Hz、扫描角度可达300°、重复精度小于20mm。

         
 

         
 

二次开发

         
 

作为一款工业级激光雷达产品,EAI科技也考虑到了用户二次开发的广泛需求,YDLIDAR TIA采用工业接口设计以网络协议进行点云数据传输,在YDLIDAR TIA内部定义了极坐标系,方便用户精确描述和定位目标物位置信息的同时,也提供了丰富的软件接口并开放了产品的3D模型,可助力客户实现对系统的电机使能控制、转速控制、测距单元的使能控制和输出控制。

         
 

         
 

基于以上产品性能和高达IP67的防护等级,YDLIDAR TIA不仅可实现毫秒级扫描、动静态识别和高速高精测距,同时也具备了防尘、防水、强抗环境光干扰能力,可广泛应用于AGC、RGV、AMR、大屏互动、机器人导航避障等严苛工业环境,以及室内安保监控、室外建筑3D重建、室外安全防护、工程车辆防护、科教科研、人流量检测、地铁屏蔽门检测、门禁开关等复杂室内外应用场景。而且,EAI科技还推出了TIA的“元器件”100%国产化的版本TEA,拥有极致的质价比,极具市场竞争力。

         
 

(图片来源网络)

         
 

▍关键核心技术自研+算法优化 搭建全自主研发体系

         
 

初涉工业级激光雷达领域,EAI科技推出的新品便可圈可点,这背后与EAI科技此前的行业深耕与积累有着莫大关联。

         
 

据了解,经过在消费级/商用级智能传感器市场的多年市场专研与积淀,EAI科技已推出应用范围覆盖扫地机器人、服务机器人、教育行业、工业自动化多个领域的三角、ToF、线激光、超声波测距等多品类智能传感器产品,并服务了欧洲、美洲、日本、韩国等国内外40+个国家及地区,1000+个企事业单位及院校,并凭借高效的产品迭代能力、丰富的产品矩阵布局及兼具性能与成本的优势,获得行业高度认可。

         
 

         
 

在取得这一系列成就的背后,EAI科技也就自主研发创新能力、供应链整合力、精益智造力进行了整合与加强,具备技术水平行业领先、规模化量产行业前列,服务系统完善健全、交付品控稳定可靠的优势,而这也正是EAI科技此次打造兼具极致性价比高品质、高性能工业级激光雷达YDLIDAR TIA的强大底气来源。

         
 

作为技术驱动型企业,EAI科技一直以来高度重视产品研发创新。以“自研芯片+算法优化”为两翼,EAI科技通过汇聚各方优秀人才,搭建了技术水平扎实、实践经验丰富的研发团队,并搭建了全自主研发体系建设,保持核心技术的独立性与连续性。此前,EAI科技已自研出业界首款三角测距专用芯片填补国内空白,独创皮秒级高精度时间测量法、ToF光路收发同轴等技术打破国外专利垄断,推出实现全量程内弥散斑最小、没有杂散光的一体化光学组件,实现了主导产品自主可控、性能国际领先。

         
 

在规模化量产方面,EAI科技积极提升精益智造力。通过“数字化+智能化”转型,EAI科技全面启动数据中台管理系统。以自有智慧工厂的强大“数智”能力为支撑,EAI科技通过了质量管理体系ISO9001及环境管理体系ISO14001评审认证,严格保障了生产工艺、品质管控及量产的高质高量。同时,通过一体化集中采购,库存精细管理,计划、物流、交付全流程管控,EAI科技供应链整合力也得到加强,实现了产品质量的全流程管控与全过程追溯,也为企业的降本增效,灵活交付提供了有效保障。

         
 

▍结语

         
 

值得注意的是,近两年,在拥有国内最大的光电器件生产基地、最大的光通信技术研发基地、最大的激光产业基地的国家光电子产业基地“武汉·中国光谷”,EAI科技设立了研究所,为其在工业级智能传感器的创新研发提供有力支撑。

         
 

期待未来,EAI科技能在工业级智能传感器领域实现更多技术突破,助力我国智能传感器打造世界影响力!

 

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