《電子技術(shù)應(yīng)用》
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激光雷達(dá)的未來在哪里?

2023-01-02
來源:21ic

多年以來,,激光雷達(dá)一直應(yīng)用于軍事,、航空航天、氣象等領(lǐng)域,。如今,,自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展,為激光雷達(dá)的應(yīng)用打開了一扇新的窗戶,,也促成了其一系列的變革與發(fā)展,。多年以來,激光雷達(dá)一直應(yīng)用于軍事,、航空航天,、氣象等領(lǐng)域。如今,,自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展,,為激光雷達(dá)的應(yīng)用打開了一扇新的窗戶,也促成了其一系列的變革與發(fā)展,。據(jù)MarketsandMarkets發(fā)布的2024年激光雷達(dá)市場的全球預(yù)測研究報(bào)告顯示,,激光雷達(dá)市場規(guī)模預(yù)計(jì)將從2019年的8.44億美元增長到2024年的22.73億美元,2019年-2024年的復(fù)合年增長率為18.5%,。此外,,Yole的報(bào)告也指出,全球汽車激光雷達(dá)傳感器在未來十年將獲得大幅度增長,。2022年,,將達(dá)到16億美元,2032年達(dá)315億美元,。面對(duì)未來廣闊的市場,,目前已有超過85家公司正在使用其獨(dú)特的方法開發(fā)汽車級(jí)LIDAR傳感器,。

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為推動(dòng)激光雷達(dá)行業(yè)的發(fā)展,智車行家攜手信通院,、上海易貿(mào)商務(wù)發(fā)展有限公司以及數(shù)十家行業(yè)媒體以及科研院所于2019.11.21-22召開了“2019汽車激光雷達(dá)前瞻技術(shù)展示交流會(huì)“,,演講嘉賓圍繞“打造多元資訊·高頻交互·深層交流平臺(tái)”的主題暢所欲言。

IHS Roy Wang 做了題為《Out of Autonomous Driving and LiDAR Market》的演講,。

激光雷達(dá)作為自動(dòng)駕駛汽車一個(gè)重要的傳感器,,要預(yù)測其未來的市場,首先需要了解將來我們需要多少的自動(dòng)駕駛汽車,。

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根據(jù)預(yù)測,,到2025年大概有380萬輛L3級(jí)別的汽車;右圖顯示,,到2025年,,大概有80萬輛L4或L4以上級(jí)別自動(dòng)駕駛汽車。因此IHS Markits認(rèn)為,,到2025年,,全球大概會(huì)有500萬輛汽車會(huì)裝上激光雷達(dá),這些車輛包括L2+,、L3,、L4以及Robotaxis。

不過,,激光雷達(dá)對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車而言是否是必須的,,雖然尚未達(dá)成完全同一的觀點(diǎn)。但是,,總體來看除Elon Musk認(rèn)為非必須外,,IHS團(tuán)隊(duì)以及全球大部分主機(jī)廠和供應(yīng)商都認(rèn)為激光雷達(dá)對(duì)于自動(dòng)駕駛來說是必須的。因此,,未來市場將產(chǎn)出多少量自動(dòng)駕駛汽車,,也就意味著,激光雷達(dá)的需求有多大,。

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從激光雷達(dá)的供應(yīng)鏈來看,,它是十分龐大的。據(jù)了解,,目前共有80-100家公司從事與激光雷達(dá)相關(guān)的產(chǎn)業(yè),。其中初創(chuàng)公司占了很大的比例。IHS認(rèn)為將來供應(yīng)鏈的整合會(huì)是一個(gè)趨勢,。而整合共包括三個(gè)方面,。第一,合作抱團(tuán);第二,,投資收購,;第三,退出,。目前來看,,Roy Wang認(rèn)為,判斷哪些公司能夠在市場上取得勝利還為時(shí)過早,,現(xiàn)階段行業(yè)態(tài)勢呈現(xiàn)齊頭并進(jìn)的狀態(tài),。

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據(jù)IHS預(yù)測,2018年全球大約有4百萬的basic lidar,。在2021到2023年間會(huì)有MEMS和新設(shè)計(jì)的mechanical scanning的雷達(dá)出現(xiàn),,同時(shí)會(huì)出現(xiàn)2D和3D Flash。在2022到2023年,,E-scanning 的雷達(dá)會(huì)在市場上出現(xiàn)。FMCW將會(huì)在2023到2025年出現(xiàn),。從應(yīng)用來說,,Roy Wang表示,激光雷達(dá)的應(yīng)用將呈現(xiàn)多元化,。

在價(jià)格方面,,激光雷達(dá)的成本不能一概而論。IHS從供應(yīng)商處了解到,,在一定量的情況下,,激光雷達(dá)的成本可以降到很低。不過,,激光雷達(dá)的價(jià)格不僅取決于技術(shù)路線,,還取決于它的應(yīng)用場景。例如是用在中長距離的,,還是短距離的等,。HIS認(rèn)為不同種類的激光雷達(dá)的成本是沒有可比性的。

最后Roy Wang總結(jié)道,,在滿足物理可行性的前提下,,商業(yè)化落地是關(guān)鍵。對(duì)此,,IHS提出了四點(diǎn)建議,,完善測試標(biāo)準(zhǔn);產(chǎn)業(yè)上下有效合作,;做好供應(yīng)鏈的管理,;軟件驅(qū)動(dòng)。

國家激光器件質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心麻云鳳做了題為《車載激光雷達(dá)主要參數(shù)測試方法標(biāo)準(zhǔn)化研究》的演講。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車正推動(dòng)車載激光雷達(dá)的整車裝配,。對(duì)于激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)而言,,早期的成本較高,在2016年達(dá)到3萬余元,,但是最近的價(jià)格有了大幅度的下降,。有些激光雷達(dá)售價(jià)甚至降到3千元。低成本激光雷達(dá)產(chǎn)品逐步推出,,將大范圍應(yīng)用在車載激光雷達(dá)領(lǐng)域,。

此前,國務(wù)院發(fā)布的《中國制造2025》也曾指出,,“到2025年,,掌握自動(dòng)駕駛總體技術(shù)及各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),建立較完善的智能網(wǎng)聯(lián)汽車自主研發(fā)體系,、生產(chǎn)配套體系及產(chǎn)業(yè)群,,基本完成汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)?!痹谶@一政策以及產(chǎn)業(yè)背景下,,車載激光雷達(dá)主要參數(shù)測試方法標(biāo)準(zhǔn)化研究得以逐漸展開。

從全球激光雷達(dá)市場來看,,北美占據(jù)整個(gè)市場收入的45%左右,,歐洲占據(jù)33%市場份額,我國市場仍處于起步階段,。不過,,中國激光雷達(dá)市場規(guī)模持續(xù)走高,2019年中國激光雷達(dá)市場有望突破3.78億元,,伴隨國家政策的支持以及應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,,中國激光雷達(dá)市場規(guī)模出現(xiàn)了快速增長的趨勢。

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上圖是激光雷達(dá)產(chǎn)品的主要分類,。激光雷達(dá)產(chǎn)品是產(chǎn)業(yè)鏈的核心,。因此,其測量結(jié)果將直接關(guān)系到確定物體的位置,、大小,、外部形貌甚至材質(zhì)的判讀,涉及對(duì)人生安全和國防安全的評(píng)估,。因此,,產(chǎn)品的出廠質(zhì)量把控和安全監(jiān)控迫在眉睫。標(biāo)準(zhǔn)的指定從而變得尤為重要,,它為政府監(jiān)管市場,、以及檢測機(jī)構(gòu)提供了有效地技術(shù)依據(jù),,為市場貿(mào)易給予支持。

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目前,,全球各地的激光雷達(dá)廠商都有著相同的性能指標(biāo)用于判斷機(jī)關(guān)雷達(dá)是否能夠適用于自動(dòng)駕駛車輛,。其中最關(guān)鍵的指標(biāo)包括:視場角、測距范圍,、分辨率,、旋轉(zhuǎn)速度/幀速率。

關(guān)于水平視場角,、垂直視場角測試,。激光雷達(dá)原理給出獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)的測試,全站儀測出目標(biāo)物的坐標(biāo),,并作為計(jì)算激光雷達(dá)測量的基準(zhǔn)值,。這種情況下的測試條件需要,激光雷達(dá)在靜止?fàn)顟B(tài)下測試,。(所謂激光雷達(dá)的基本原理是發(fā)射激光脈沖至被側(cè)物體表面,,通過對(duì)回光信號(hào)的處理來獲取遠(yuǎn)處目標(biāo)的特性,并實(shí)時(shí)記錄測距時(shí)的角度信息,。判斷產(chǎn)品是否爭取的測量,,需要通過多束激光高頻發(fā)射獲取的漫反射數(shù)據(jù)形成周邊物體的高清3D“點(diǎn)云”圖像相關(guān)參數(shù)。)

此外,,麻云鳳表示,激光雷達(dá)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)包括:低成本,、小型化,、高可靠性、驗(yàn)證測試技術(shù)以及驗(yàn)證性能指標(biāo)參數(shù)這幾個(gè)方面,。

對(duì)于此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),,麻云鳳解釋道,它規(guī)定了智能駕駛汽車用激光雷達(dá)主要參數(shù)測試方法的術(shù)語和定義,、測試條件及要求,、主要參數(shù)測試方法和相關(guān)性能參數(shù)測試等內(nèi)容。適用于智能駕駛汽車用車載脈沖法激光雷達(dá),,其他類型的激光雷達(dá)也可以參照本標(biāo)準(zhǔn),。麻云鳳強(qiáng)調(diào),此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)目的是為了解決測試有效性的問題,。

目前,,國外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)以德國為例,有DIN(德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))制定的系列標(biāo)準(zhǔn),,以及ISO等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),。但是,,對(duì)于國內(nèi)而言,目前主要有國家標(biāo)準(zhǔn),、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),,不過都難以代表智能汽車駕駛環(huán)境下的激光雷達(dá)的產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)控和測試。



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