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天眸光電:深挖行業痛點,重新定義16線激光雷達

發布時間: 2021-07-07 09:07:11 來源:

核心提示: TM-LIDAR-16重磅來襲!

低速無人駕駛行業的迅猛發展,使得越來越多的企業參與其中,相關傳感器的生產商也在加大投入研發,提供更符合市場需求的產品。相較于其它傳感器,激光雷達具有高精度、細分辨、抗干擾能力強等特點,常被人們視為實現低速無人駕駛的有效途徑。

因此,隨著低速無人駕駛市場的擴增,激光雷達走上了量產的前夜。

在激光雷達賽道如火如荼的同時,位于武漢東湖新技術開發區的“硬核科技企業”天眸光電也在有條不紊地進行生產作業,其最近推出了一款意義非凡的產品——TM-LIDAR-16。

TM-LIDAR-16產品

TM-LIDAR-16是一款16線機械式激光雷達,最大探測距離是150米,垂直可視范圍是30°,水平可視范圍為360°,垂直角度分辨率為2°。

其內部16組激光收發對可進行360°旋轉,形成3D點云圖。由于性能優異和超高性價比,使得TM-LIDAR-16更適合用于無人小車、無人測繪和機器人等領域,是目前低速無人車的普遍適用的最優方案。

01 TM-LIDAR-16的測距精度

激光雷達是以發射激光束探測目標物體的位置、速度等特征量的雷達系統。


圖:墻面精度點云圖


【實測5米處墻面厚度為±2cm】

TM-LIDAR-16采用脈沖測距法,能抗強光干擾,且誤差大小受量程影響較小,在150米以內,墻面精度控制在±2cm。

02 TM-LIDAR-16的掃描性能

激光雷達屬于光學檢測器件,在穿過玻璃、高反射材料時,容易造成一定概率的漏檢,進而影響探測避障等性能。因此,做一些改進,增強測距可靠性,顯得非常重要。


圖:TM-LIDAR-16進行玻璃掃描

TM-LIDAR-16是通過結構、材料方面做出的改進來增強激光探測能力。根據計算,TM-LIDAR-16可以掃描兩米開外的透明玻璃。

TM-LIDAR-16的五大必殺技

近些年,激光雷達技術雖然得到了快速發展,但仍然面臨著不少挑戰,其中常見的就有以下五點:

1、極寒、高溫環境下,激光雷達的探測性能受阻;

2、雨、霧、霜、雪以及強光照射環境下的信號干擾;

3、面對高反物體,會出現標定、精度不準;

4、無法搭載IMU功能模塊進行精準定位;

5、進行物體掃描時,碰到如玻璃等高反光物質,會造成漏檢現象;

因此,相對于國內外同類產品,TM-LIDAR-16在研發人員的專注下,追究極致、不斷打磨、針對以上行業痛點,練就了五大必殺技。


【必殺技1:慣性導航(IMU)】

無論乘用商用客機、公務機或者是無人駕駛汽車,慣性導航系統(INS)都起到不可替代的作用,一個典型的慣性導航系統(INS)包括一個慣性測量單元(IMU)和一個中央處理單元(CPU),比如移動物體中的導航計算機。


慣性導航系統有兩個主要作用,一種是在GPS信號丟失或者很弱的情況下,暫時填補GPS留下的空缺,用積分法取得最接近真實的三維高精度定位;另一種是在SLAM建圖出現速度波動時,配合激光雷達,使建圖更加準確,提供高精度定位。

相對于前者,定位功能無疑更加重要,是保證物體順利行駛的關鍵。天眸光電將“SLAM+慣性導航”方案應用在TM-LIDAR-16上,使其成為全球首款帶IMU的16線激光雷達。

【必殺技2:極寒、高溫、酷暑等極端環境下工作】

激光雷達由數種或數十種半導體材料制作而成,由于其輸出功率穩定性易受環境影響,導致激光雷達在不同環境下的探測數據各有差異。

目前市面上的激光雷達適應溫度普遍在-20℃至65℃之間,而這顯然滿足不了絕大環境需求。因此,提高激光雷達的抗環境能力顯得十分重要。


圖:高溫測試


圖:低溫測試

天眸光電在以往的基礎上,做出了不少改進,其推出的TM-LIDAR-16可以滿足多種環境下的使用。其中,常規款高低溫環境下的運行適應溫度為-20℃至65℃,定制款低溫可達-45℃,高溫為80℃。

值得一提的是,TM-LIDAR-16是全球首款能在極寒地區工作的16線激光雷達。

【必殺技3:抗干擾功能】

多雷達應用場景一般會添加抗干擾功能,以此保證多臺雷達同時運行的情況下,雷達自身不受其他雷達工作時造成的光束影響。


圖:不抗干擾效果


圖:抗干擾效果

因此,在已有技術的基礎上,天眸光電進一步升級了抗干擾技術,通過調頻調幅每臺雷達都能識別并且只接收自己發出的光,即使在被其他激光雷達直射的情況下也能有效避免干擾。

【必殺技4:反光柱檢測】

激光雷達為自動車輛提供導航服務有兩種模式,分別是反光板模式和無反光板模式。無論哪種模式,由于激光物理特性的限制,激光雷達受環境因素影響較大。


圖:高反點云圖


圖:高反實景

基于此,在激光雷達發展的同時,行業也探索出了一些反光柱測試能力,例如,通過過濾反射系數,可以得到同一反光柱上多個激光點的詳細數據(角度、距離、反射系數)。然后再通過簡單的數學計算和規律分析,就可以得到該反光柱相對導航儀的準確位置

這種方式在TM-LIDAR-16身上也得到了體現,TM-LIDAR-16可以對激光雷達的算法進行修正,校正不準確的反射率,保證激光雷達測距與實際距離數值相同。

【必殺技5:防水功能】

激光雷達在外界環境下時,難免會碰到惡劣天氣。例如狂風暴雨,如果在雨天時候,雨水滲透進激光雷達內容,就會造成線路短路,因此,如何讓激光雷達防水就顯得十分重要。



圖:防水功能測試

TM-LIDAR-16在研發人員不斷努力下,其防水性能達到了IP67K的標準,這意味TM-LIDAR-16在水深1.1米內都不會受到影響。

除五大必殺技外,天眸光電還對16線激光雷達進行了全方位的環境測試,電磁兼容性達到了震動實驗標準:【GB/T28046】沖擊實驗標準:【GMW3172】跌落實驗標準:【GBT28046.3】 高低溫試驗標準:【GBT 28046】防水防塵試驗標準:【IP67 IEC60529】電快速瞬變脈沖群抗擾度(工業三級,電源口2KV,信號口1KV),射頻場感應的傳導騷擾抗擾度(工業三級,10V )工頻磁場抗擾度(工業四級 30A/m)的標準。

TM-LIDAR-16的未來

TM-LIDAR-16將會重塑行業格局,天眸光電做出了這一判斷。

這不僅有性能優異的原因,還有天眸光電已具備量產能力的原因。



當前,成本高企一直是激光雷達“上車難”的關鍵。雖然隨著國內企業的加入,激光雷達價格開始下降,但由于電子材料價格昂貴、制造環節繁多、工藝復雜,激光雷達價格一直居高不下,毫不客氣地說,最便宜的激光雷達也比毫米波雷達、攝像頭系統貴上10倍。

因此,如何降低成本成了企業們為之思考的問題。天眸光電成立不久,便著手解決這一問題,其通過自主創新,采用自動化和半自動化生產的方式來實現這一目的。

以16線產品為例,天眸光電從研發設計、生產工藝以及供應鏈上降低成本,實現最優性價比;得益于此,在2020年期間,天眸光電就已實現了16線激光雷達的完全量產。

TM-LIDAR-16作為天眸光電16線激光雷達中的一類,同樣具備量產能力。而具備量產能力以及優越性能的TM-LIDAR-16必將引起行業熱潮,同時在天眸光電全體人員的不斷深耕下,TM-LIDAR-16會不斷完善己身,賦能行業,它的未來絕對值得期待。

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