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大疆发布九千元激光雷达,开辟了全新技术路线

2020-01-07 14:24:57 网络整理 阅读:
1月7日,CES 2020(美国国际消费电子展)展会上,大疆内部孵化的子公司Livox(览沃科技)发布两款专为自动驾驶汽车设计的激光雷达产品,Horizon和Tele-15。

此前传闻大疆涉足汽车市场已久,去年12月25日,大疆创新(DJI)也以一则CES的预告,正式对外宣告已进军激光雷达产业的消息。这家专注于无人机的中国公司大疆正向着自动驾驶领域Tier 1的目标不断发力。Qpdednc

1月7日,CES 2020(美国国际消费电子展)展会上,大疆内部孵化的子公司Livox(览沃科技)发布两款专为自动驾驶汽车设计的激光雷达产品,Horizon和Tele-15。Qpdednc

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其中Horizon专为L3/L4级自动驾驶汽车设计,标称探测距离260米,官网价格为800美元。Tele-15号称是全球首个探测距离达到500米的车载激光雷达。官网价格为1200美元。Horizion可在1月7日开始订购,Tele-15将于2020年第二季度正式推出。Qpdednc

Livox:大疆内部孵化的独立公司

据了解, Livox是由大疆内部孵化出来专门做激光雷达的团队,在初期可以得到大疆的研发资源、生产体系、销售推广、售后推广渠道的帮助,Livox都能够共享,但Livox依旧是一个独立公司,未来会更加独立于大疆的体系。Qpdednc

事实上,Livox早在2016年就开始成立了,直到2019年1月才开始对外公开三个系列产品(Mid、Horizon 和 Tele)。前三年时间里,Livox团队专注于研究市面上所有激光雷达的技术路线、以及进行产品研究、产品设计、以及产品化落地可靠性的测试。Qpdednc

目前,Livox共有3款激光雷达,除Horizion及Tele-15外,还有2019年1月份推出的Mid系列激光雷达MID 40和MID 100(由3个MID40组成),主要用于工业、无人机避障、安防及智慧城市等。有媒体曾报道,MID系列的水平FOV接近40度,视角比较窄,而Horizon能达到80度左右。Qpdednc

Livox开辟的全新激光雷达技术路线

目前的激光雷达存在着四条主要的技术路线:传统机械式激光雷达、MEMS、FLASH、OPA,各有各的优缺点。Qpdednc

传统机械式激光雷达采用水平线性扫描方式,存在产生盲点的风险,无论扫描持续多长时间,视场中的某些物体都会被遗漏,并且机械式激光雷达受限于生产工艺,大规模量产存在着一定的难度,并且成本依旧高昂。Qpdednc

MEMS微机电系统能够直接在硅基芯片上集成体积十分精巧的微振镜,由可以旋转的微振镜来反射激光器的光线,从而实现扫描,凭借超级高的扫描速度形成高密度的点云图。Qpdednc

但MEMS存在着非常重要的一点工艺上的卡点就是——MEMS微振镜的扫描角度是由控制电路调节的,保证角度精度是主要的技术难点,其量产可行性比较低。Qpdednc

Flash激光雷达刷新频率极其高,但Flash的光源能够覆盖到前方很宽范围内的所有目标物,而探测器的视场角刚好可以接收到这一范围内的反射光,这种工作原理造成了能量值低、量程难以到达20米以上,因此不能充当主传感器。Qpdednc

与MEMS和Flash相比,OPA是一条更为不成熟的路线,由于OPA的接收部件的不成熟,导致阳光下噪点多,难以作为主传感器之用。Qpdednc

上述四条技术路线都有各自的优缺点,但无法形成量产、性能、和可靠性上的平衡。Qpdednc

Livox开辟了一条全新的技术路线——非重复扫描技术。Qpdednc

随着激光束在视场(FOV)内非重复式扫描,Livox传感器扫描的区域面积会随着时间增大。如下图所示,Livox Mid-40或Mid-100传感器生成独特花朵状扫描图案,以创建周围环境的3D图像。图像保真度随时间迅速增加。Qpdednc

Livox的非重复扫描方式可实现随着扫描时间增加,达到近100%的视场覆盖率,在同等价位下,当今市面上同类产品均无法实现这样的性能。Qpdednc

此外,Livox也在光学结构设计上也下了一番功夫,避免上千个电子部件同时旋转——Livox将所有的发射和接收部件移到稳定的后端,在前端只用两三个棱镜做高速纯光学扫描,在技术上为稳定性提供了可能。此外,Livox的点云特性覆盖率随时间不断增加,并且无需进行重复扫描。Qpdednc

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敲定技术路线只是一部分事情,激光雷达是一场关于技术、生产、以及销售的多元战争,在这场市场抢夺战当中,生产是重中之重的环节。Qpdednc

现有的激光雷达之所以无法大规模量产,很大一部分原因就是因为生产工艺的原因无法突破量产的大关。Qpdednc

如何将过去大疆在无人机的生产优势进行迁移,如何实现大规模量产,这是Livox在设计之初就需要考虑的问题。Qpdednc

而Livox给出的答案是Dl-Pack封装技术。Qpdednc

Livox表示:“Dl-Pack把多线激光器和接收器全部封装在小片子当中,化整为零,化繁为简,使得Livox能够做到高良率和高产能。此外,Dl-Pack能够实现激光器自动校准,大大减化了繁琐的人工对准工序。”Qpdednc

与此同时,Livox可以复用大疆工厂的一套生产体系和流程,借助大疆在整个电子行业供应链里建立起来的积累和优势,Livox能够筛选出非常优秀的供应商、有着完善的供应商来料管理。此外,在对产线工人培训、产线数据化、产品的检测等生产经验方面有着碾压性的优势。Qpdednc

新品瞄准自动驾驶

而此次发布的两款新品。Qpdednc

Horizon——地平线,探测距离可达260米,水平视场(HFOV)为81.7°,可以轻松覆盖10米外的4条车道,当积分时间为0.1秒时,其视场覆盖率与64线机械激光雷达相当。Qpdednc

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使用五个Horizon传感器组合即可实现360°覆盖,而总成本仅为64线机械激光雷达的5%。Qpdednc

对于无人驾驶出租车,还是高级辅助车辆来说,低成本可量产的激光雷达,无疑都是重大利好消息。Qpdednc

Livox方面也展示了性能方面的对比。Qpdednc

比如使用Horizon探测到一名行人在十字路口过马路时,点云图如下:Qpdednc

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想要探测更远,则需要Tele-15。Qpdednc

专为远距离探测而设计,其结构紧凑,具有高精度和高可靠性等优点,极大地扩展了实时测距范围。Qpdednc

当积分时间为0.1秒时,Tele-15可以在15°圆形视场范围内扫描99.8%的区域,胜过目前市场上销售的128线机械激光雷达。Qpdednc

Tele-15可以检测到500米外的物体,而这是人眼或其他传感器难以达到的。Qpdednc

因此,Tele-15的突破性性能使自动驾驶系统能够提前检测到远处物体,即使在高速行驶时也能提供更多的反应时间。Qpdednc

Livox同样提供了“跑分数据”。Qpdednc

比如Tele-15探测到的497米处建筑物点云样本:Qpdednc

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10米远的行人:Qpdednc

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Mid-40、Tele-15和Horizon与传统多线机械激光雷达的视场覆盖率对比:Qpdednc

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出现在对比序列中的Mid 40,也是Livox旗下产品,工业级应用,嵌入式形态。Qpdednc

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