深挖AGV行业痛点,重新定义16线激光雷达。

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随着低速无人驾驶行业的快速发展,越来越多的企业参与其中,相关传感器的厂商也在加大研发投入,提供更符合市场需求的产品。与其他传感器相比,激光雷达具有精度高、分辨率高、抗干扰能力强等特点,常被认为是实现低速无人驾驶的有效途径。

因此,随着低速无人驾驶市场的扩大,激光雷达正处于量产前夕。

在激光雷达赛道如火如荼的同时,位于武汉东湖新技术开发区的“硬核科技企业”天谋光电有限公司也在有序开展生产作业。近日,天谋光电有限公司推出了一款引人注目的产品——TM-lidar-16。

TM-LIDAR-16产品。

TM-LIDAR-16是一款16线机械激光雷达,最大探测距离150m,垂直可视范围30°,水平可视范围360°,垂直角分辨率2°。

其中的16组激光收发器对可以360度旋转,形成3D点云图像。TM-LIDAR-16由于其优异的性能和较高的性价比,更适用于无人车、无人测绘、机器人等领域。是目前低速无人车的最佳方案。

01 TM-LIDAR-16的测距精度

激光雷达是一种通过发射激光束来探测目标物体的位置、速度和其他特征量的雷达系统。

图:墙体精度点云图。

[5m处测得的壁厚为2厘米]

TM-LIDAR-16采用脉冲测距法,可抵抗强光干扰,误差受测量范围影响较小,在150米以内,墙面精度控制在2 cm以内。

02 TM-LIDAR-16的扫描性能

激光雷达是一种光学探测设备。在通过玻璃和高反射材料时,容易造成一定的漏检概率,影响探测和避障性能。因此,进行一些改进以提高测距的可靠性是非常重要的。

图:TM-LIDAR-16进行玻璃扫描。

TM-LIDAR-16通过改进结构和材料增强了激光探测能力。据计算,TM-LIDAR-16可以扫描两米外的透明玻璃。

TM-LIDAR-16的五大技能。

近年来,虽然激光雷达技术发展迅速,但仍面临诸多挑战,其中常见的有以下五点:

1.在极寒高温环境下,激光雷达的探测性能受到阻碍;

2.雨、雾、霜、雪和强光下的信号干扰;

3.面对高反射物体,会有不准确的校准和精度;

4.无法携带IMU功能模块进行精确定位;

5.扫描物体时,触摸玻璃等高反射材料会造成漏检现象。

因此,与国内外同类产品相比,TM-LIDAR-16在R&D人员的关注下,一直追求完美,不断打磨,针对上述行业的痛点,培养了五大杀人技能。

【必杀技1:惯性导航(IMU)】

惯性导航系统(INS)在任何客运商用客机、商务喷气式飞机或无人驾驶汽车中都发挥着不可替代的作用。典型的惯性导航系统包括惯性测量单元(IMU)和中央处理器(CPU),例如移动物体中的导航计算机。

惯性导航系统有两个主要功能。一是在GPS信号丢失或微弱时,临时填补GPS留下的空空白,用积分法获得最逼真的3D高精度定位。二是在SLAM测绘出现速度波动时,配合激光雷达使测绘更加精确,提供高精度定位。

与前者相比,定位功能无疑更为重要,是保证物体平稳运行的关键。天谋光电将SLAM+惯性导航方案应用于TM-LIDAR-16,成为全球首个搭载IMU的16线激光雷达。

【必杀技2:极寒、高温、酷暑等极端环境下工作】

激光雷达是由几个或几十个半导体材料制成的。由于激光雷达的输出功率稳定性容易受到环境的影响,不同环境下激光雷达的探测数据是不同的。

目前市场上激光雷达的自适应温度一般在-20℃到65℃之间,显然不能满足广大的环境需求。因此,提高激光雷达的抗环境能力非常重要。

图:高温测试。

图:低温测试。

在过去的基础上,天谋光电做了很多改进,其TM-LIDAR-16可用于各种环境。其中,常规机型在高低温环境下的运行适应温度为-20℃至65℃,而定制机型在低温下可达-45℃,在高温下可达80℃。

值得一提的是,TM-LIDAR-16是世界上第一台可以在极寒地区工作的16线激光雷达。

【必杀技3:抗干扰功能】

多雷达应用场景下通常会增加抗干扰功能,以保证雷达本身在同时运行时不受其他雷达造成的波束影响。

图:无干扰效果。

图:抗干扰效果。

因此,在现有技术的基础上,天谋光电进一步升级了抗干扰技术,每一台雷达都可以通过调频调幅的方式识别并只接收自己的光,即使直接被其他激光雷达指向,也能有效避免干扰。

【必杀技4:反光柱检测】

激光雷达以两种模式为自动车辆提供导航服务,即反射器模式和非反射器模式。无论哪种模式,由于激光物理特性的限制,激光雷达受环境因素的影响很大。

图:高反点云图。

图:高度反现实。

基于此,随着激光雷达的发展,业界也对反射柱的一些测试能力进行了探索。例如,通过过滤反射系数,可以获得同一反射柱上多个激光点的详细数据(角度、距离和反射系数)。然后,通过简单的数学计算和规律分析,就可以得到反射镜相对于导航仪的准确位置。

这种方法也反映在TM-LIDAR-16上。TM-lidar-16可以对LIDAR的算法进行修正,修正不准确的反射率,保证LIDAR的测距值与实际距离值相同。

【必杀技5:防水功能】

当激光雷达处于外部环境时,不可避免地会遇到恶劣天气。比如猛烈的暴风雨,如果雨天雨水渗入激光雷达,会造成线路短路,那么如何让激光雷达防水就很重要了。

图:防水功能测试。

在R&D人员的不断努力下,TM-LIDAR-16的防水性能已经达到了IP67K的标准,这意味着TM-LIDAR-16在1.1m的水深不会受到影响..

除了五杀技能,天谋光电还对16线激光雷达进行了全方位的环境测试。电磁兼容已达到振动测试标准:【GB/T28046】冲击测试标准:【GMW3172】跌落测试标准:【GBT28046.3】高低温测试标准:【GBT28046】防水防尘测试标准:【IEC60529 IP67】电气快速瞬变抗扰度(工业三级,电源2KV,信号端口1KV)。

TM-LIDAR-16的未来。

TM-LIDAR-16将重塑行业格局,天谋光电做出了这一判断。

这不仅是因为出色的性能,更是因为天谋光电拥有量产能力。

目前,高成本一直是激光雷达上不去的关键。随着国内企业的进入,激光雷达的价格开始下降,但由于电子材料价格高、制造环节多、工艺复杂,激光雷达的价格一直居高不下。说白了,最便宜的激光雷达比毫米波雷达和摄像系统贵10倍。

因此,如何降低成本成为企业思考的问题。天谋光电成立不久,就着手解决这个问题。它通过自主创新和自动化、半自动生产实现了这一目标。

以16线产品为例,天目光电从R&D、设计、生产工艺和供应链等方面降低成本,实现最佳性价比;得益于此,2020年,天谋光电实现了16线激光雷达的全面量产。

TM-LIDAR-16作为天谋光电16线激光雷达的一种,也具备量产能力。但是,TM-LIDAR-16具备量产能力和优越性能,势必会引起行业热潮。同时,随着天谋光电全体员工的不断培育,TM-LIDAR-16将不断完善自我,为行业赋能,其未来绝对值得期待。

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