作为机器人“眼睛”的激光雷达有何特殊之处?| 亿欧问答

李思文
2020.04.02 16:29
[ 亿欧导读 ] 激光雷达在测量精度和探测人体等方面的能力十分突出,因此在机器人的感知系统中占据核心位置。
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图片来自“Unsplash”,作者:李思文

撰写|李思文

编辑|刘玉豪


激光雷达伴随着自动驾驶风口的到来获得广泛关注,近年来大量参与者涌入其中。但激光雷达的应用领域不止自动驾驶,还包含机器人、无人机、工业测绘等众多领域。根据激光雷达企业下游应用领域的分布情况显示,目前激光雷达应用最多的依旧是智能汽车和机器人领域。

虽然智能汽车领域是激光雷达的重要战场,但由于机器人对于激光雷达的精度、测量频率及测量误差的要求都相对较低,从技术及成本角度来看,激光雷达在机器人领域的应用更容易实现。

应用广泛且可替代性弱

传感器技术从根本上决定着机器人环境感知技术的发展。目前机器人对环境的感知大多通过激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波传感器、GPS这五类传感器及其之间的组合来实现自主移动功能。

其中激光雷达是一种用于获取精确位置信息的传感器,可以确定物体的位置、大小等,由发射系统、接收系统及信息处理三部分组成。其优点主要包括分辨率高、抗干扰能力强、不受光线影响以及体积小、质量轻等。相较于其他类型的传感器,激光雷达在测量精度和探测人体等方面的能力十分突出,因此在机器人的感知系统中占据核心位置。

亿欧智库:各类型传感器优缺点对比

除精准定位外,机器人还需要结合定位信息对环境进行识别,激光雷达是SLAM(Simultaneous Localization and Mapping,即时定位与地图构建)的重要入口。激光雷达犹如机器人的“眼睛”,其结合SLAM技术形成激光SLAM技术。该技术使得机器人的路径规划和导航更加直观,可进行自主定位与导航,目前已经成为机器人领域广泛应用的导航技术。

细分领域应用走向成熟

根据对环境深度信息要求的不同,机器人行业应用的激光雷达类型目前主要包括1线(二维)、8线、16线、64线束激光雷达以及固定式激光雷达。激光发射器线束越多,激光雷达的成本越昂贵,因此目前企业倾向于选择多像头、低线束的组合方案,且对16线激光雷达的需求相对较多。

各激光雷达公司在产品研发方面都有各自深耕的单个或多个领域,国内包括思岚科技、速腾聚创、禾赛科技、镭神智能、北醒光子、玩智商等公司在机器人领域均有落地。

亿欧智库:国内主要激光雷达公司产品信息

产品价格方面,不同于自动驾驶领域激光雷达几万到几十万的价格区间,机器人领域的产品成本较低,目前最低价格仅为上百元。雷达类型方面,国内主要厂家基本都是从机械式激光雷达起步,后续才会开展固态激光雷达的研发。

由于机械式激光雷达体积大、成本高、易出机械问题,同时很难实现数量级的成本下降,因此国内外激光雷达企业大部分把固态雷达作为未来发展方向。但目前固态激光雷达的技术成熟度还不高,虽有厂家推出产品,但基本还未实现量产。未来,固态、小型、低成本的激光雷达将是各企业的重要发力点。

技术与产业发展共振

虽然机器人产品的国产率较高,但诸如激光雷达类的核心零部件仍处于被外资品牌垄断的状态,国产化产品的市场占有率相对较低。主要原因在于,激光雷达本身结构复杂,量产难度大且产品成本高昂,而我国技术研发起步较晚,核心技术长期被国外垄断,技术与产品质量与国外厂商仍存差距。

但近两年,随着技术的更新迭代及供应链的逐步完善,国产激光雷达加速发展,性能显著提升且价格一般为国外品牌的三分之一到三分之二,因此具备一定竞争力,有望实现国产化替代。

未来随着国内厂商在激光雷达等核心零部件领域的技术突破,将带动机器人整体成本下降,从而有力地推动机器人实现大规模落地应用;同样,机器人领域的快速发展也将带动激光雷达产业的蓬勃发展,同时增加国内产品的进口替代机会,进一步促进产品的性能提升和成本降低。

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