物流產(chǎn)品網(wǎng)(ID:products56)原創(chuàng)
作者 | 科技物語
編輯 | 科技物語
圖片來源 | 網(wǎng)絡(luò)
簡單地說,激光雷達就是一種傳感器,被譽為“機器人的眼睛”,是一種集激光、GPS定位和慣性測量裝置為一體的重要傳感器,其目前的發(fā)展脈絡(luò)是國產(chǎn)化漸行漸近,應(yīng)用范圍越來越來廣,而技術(shù)水平則一天比一天成熟。
一、國產(chǎn),漸行漸近
激光雷達的國產(chǎn)化,可借用業(yè)內(nèi)權(quán)威人士李遠先生的比喻:將公司分為國外與國內(nèi)兩個類別,那么前期天平較重的一側(cè)明顯是國外企業(yè),而現(xiàn)在國內(nèi)公司正在天平的另一邊不斷加碼,已逐漸平衡。
2019年,對于國產(chǎn)激光雷達企業(yè)而言,是一個至關(guān)重要的分水嶺,市場應(yīng)用逐漸進入到實際的項目案例中。
近年來興起自動駕駛浪潮,使本土激光雷達廠商逐步入局,國產(chǎn)工業(yè)級激光雷達產(chǎn)品已漸成氣候。在國內(nèi)智能電動車上,本土激光雷達公司已陸續(xù)登場,蔚來ET7上已經(jīng)搭載了圖達通,小鵬也選用了livox激光雷達,而廣汽埃安搭載RoboSense(速騰聚創(chuàng))第二代智能固態(tài)激光雷達。
據(jù)資料,目前國產(chǎn)雷達企業(yè)應(yīng)該有二三十家,如速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、北科天繪、鐳神智能等,還有大疆、華為等電子硬件巨頭及傳統(tǒng)汽車零部件巨頭。
目前可分為兩個流派,一類研發(fā)機械式激光雷達,另一類則直接鎖定固態(tài)激光雷達產(chǎn)品。在高速自動駕駛領(lǐng)域,禾賽市場占有率較高;而在低速自動駕駛領(lǐng)域,速騰聚創(chuàng)則是主要廠家。
至于大疆,華為,手筆更不同凡響。大疆在2020年8月就宣布實現(xiàn)了車用自動駕駛激光雷達量產(chǎn)供應(yīng),并且價格降到千元級別。而華為,2016年進行激光雷達的技術(shù)預(yù)研,2017年做原型驗證,2020年實現(xiàn)量產(chǎn)。國產(chǎn)雷達企業(yè)經(jīng)過多年的堅持投入和經(jīng)驗積累,在各自的細分市場深度耕耘,呈現(xiàn)出百花齊放的市場格局。
進口激光雷達采購成本較高,因此,國產(chǎn)激光雷達低成本化,是其占領(lǐng)市場的抓手,也是國產(chǎn)替代的重要動力,說白了就是要價格低。
在今天成本為王的年代,高價雷達從來不是主流市場的選擇,尤其在L3自動駕駛的應(yīng)用上,國外雷達高成本依然是其落地最大障礙,國產(chǎn)雷達實現(xiàn)進口替代勢在必行。
過去,激光雷達動輒數(shù)萬美元,如今,國內(nèi)數(shù)百美元的雷達逐漸規(guī)模化量產(chǎn)。當(dāng)然,成本下降空間、量產(chǎn)成熟度等諸多現(xiàn)實問題仍然擺在國內(nèi)企業(yè)面前,真正成熟的可用資源仍然較為稀缺,未來2-3年內(nèi)國內(nèi)激光雷達功能成熟落地依然需要面對很多挑戰(zhàn)。
此外,和進口雷達相比,國內(nèi)企業(yè)在供貨及時性、功能定制化、服務(wù)配合度及渠道合理性等方面都有優(yōu)勢。特別是服務(wù),是國產(chǎn)雷達的強項,由于距離近,服務(wù)方便,了解國情,沒有語言障礙,一般來說,國產(chǎn)雷達的服務(wù)質(zhì)理較高,能夠及時排查和解決遇到的突發(fā)情況,保證項目的穩(wěn)定運行。
因此,國產(chǎn)雷達企業(yè),除了其本身的技術(shù)因素外,還需要培養(yǎng)綜合能力,包括技術(shù)研發(fā)體系、穩(wěn)定的供應(yīng)鏈與量產(chǎn)能力,尤其是售后質(zhì)保能力。
需要注意的是,由于低成本需求,導(dǎo)致一些廠家犧牲性能降低成本來迎合客戶需求,因此,國內(nèi)有的低成本激光雷達解決方案,是價廉,但在場景落地上存在隱患。
同時,激光雷達企業(yè)還面臨如下風(fēng)險:需求量存在不確定性、采用者量產(chǎn)規(guī)模化需要較長的爬坡時間、作為供應(yīng)商,激光雷達要產(chǎn)生實際收入還需要更長的時間。
誠然,激光雷達海外廠商在上游和中游都存在著領(lǐng)跑的優(yōu)勢,在技術(shù)和客戶群等方面都領(lǐng)先于國內(nèi)廠商,但在《中國制造2025》的契機下,國內(nèi)廠商近年來奮起直追,取得了許多突破性的進展。目前,國產(chǎn)化正處于機遇和挑戰(zhàn)格外分明的時期,是激光雷達進口替代打基礎(chǔ)階段。
二、應(yīng)用,越來越廣
激光雷達是一種利用激光來實現(xiàn)精確測距的傳感器,在廣義上可以認為是帶有3D深度信息的攝像頭,其主要應(yīng)用,可分為車用激光雷達和智慧物流運輸激光雷達兩大類。
無人化是智慧物流最重要特征,智慧物流的運輸和配送環(huán)節(jié),將會大量應(yīng)用無人化技術(shù)——移動物流機器人和無人快遞車,其主要核心元件就是激光雷達。
自動駕駛汽車本質(zhì)是移動的四輪機器人,車載雷達主要用于自動駕駛或輔助駕駛。在自動駕駛這件事上,中國車企集體站在了特斯拉的對立面,力挺激光雷達導(dǎo)航,而不是視覺導(dǎo)航。
目前,部分汽車制造商陸續(xù)已經(jīng)或宣布在新車上搭載激光雷達,自動駕駛行業(yè)的爆發(fā),為激光雷達帶來新機遇。小鵬、蔚來、極狐、R 汽車等多家汽車品牌都將帶來搭載激光雷達的自動駕駛量產(chǎn)車型。
相較于視覺 SLAM,激光 SLAM是目前最穩(wěn)定,最主流的定位導(dǎo)航方式,地圖精度高,無累積誤差,從2019年開始,越來越多的國產(chǎn)雷達在客戶的實際項目中應(yīng)用起來,而不是只在車間進行樣機測試。
由于激光雷達下游智能汽車,智慧物流市場需求相對集中,同行壓價成為常態(tài),因此,企業(yè)必須另辟蹊徑,拓展更為廣闊的應(yīng)用場景和范圍,尋求多元化市場,成為企業(yè)共同的選擇。
在智慧物流領(lǐng)域,激光雷達應(yīng)用范圍也是與日俱增。不管是從搬運到倉儲還是到物流,激光雷達都能夠全面覆蓋,并推廣到智能港口,智能交通,智慧安防,智慧服務(wù)、城市智慧治理等領(lǐng)域。
在港口等物流場景,激光雷達能保證貨物抓取的準確性,降低人員操作難度。在交通方面,激光雷達可以助力高速收費站口檢測,保障通行車輛符合要求。在安防方面,激光雷達可以成為各種安全監(jiān)控設(shè)備的眼睛。
激光雷達作為終端傳感器設(shè)備,擁有更為廣闊的應(yīng)用空間,除了AGV、無人小車、自動駕駛等新興行業(yè),還可以用在傳統(tǒng)工業(yè)上,并且傳統(tǒng)行業(yè)客戶需求較穩(wěn)定,價格空間好。在工業(yè)制造領(lǐng)域,激光雷達價值在不斷凸顯,在生產(chǎn)線上,其能釋放物料監(jiān)視作用,保障自動化運行。
激光雷達(激光探測及測距)是一項光學(xué)遙感技術(shù),正日益成為替代傳統(tǒng)測量技術(shù)(如攝影測量)的具有成本效益的新技術(shù)。近年來激光雷達與無人機常常以組合拳的姿態(tài)出現(xiàn)在各種應(yīng)用領(lǐng)域,往往產(chǎn)生1+1>2的效應(yīng)。
法國激光雷達新產(chǎn)品與無人機配合,可提供端到端的激光雷達測量服務(wù),實現(xiàn)常規(guī)地勢項目設(shè)計任務(wù),特別適合于土木工程、電力線路、林業(yè)和考古任務(wù)。
我國在這方面的應(yīng)用也較廣泛,激光可以穿透樹葉的縫隙并生成顯示樹冠、較低的植被和地面三維點云,并且能夠檢測到單個樹木和查看樹冠以及植被的垂直剖面,用于森林火災(zāi)風(fēng)險預(yù)測,森林察看等任務(wù)。
激光雷達+無人機還可以開展水域探測、生態(tài)系統(tǒng)分析、生物多樣性檢測、文物古跡修復(fù)等項目。大疆通過機載激光雷達建立高精度實景三維模型,為文物古跡數(shù)字化提供技術(shù)支持,在重建山西大同懸空寺的項目中發(fā)揮了重要作用。
但要注意,沒有一種通用的激光雷達架構(gòu)能夠滿足所有不同應(yīng)用的需求,許多不同的應(yīng)用都有不同的外形體積、視場、距離分辨率、功耗以及成本要求。
隨著技術(shù)的發(fā)展,激光雷達將會在許多我們意想不到的應(yīng)用領(lǐng)域施展手腳,給我們帶來更多別樣的驚喜。
三、技術(shù),一天比一天成熟
激光雷達技術(shù)一直在發(fā)展完善中,從激光器發(fā)明之初的單點激光雷達到后來的單線掃描激光雷達,以及在無人駕駛技術(shù)中獲得廣泛認可的多線掃描激光雷達,再到技術(shù)方案不斷創(chuàng)新的固態(tài)式激光雷達、FMCW激光雷達,以及近年來朝向芯片化、陣列化持續(xù)發(fā)展,激光雷達一直以來都是新興技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用的代表。
激光雷達技術(shù)作為近年來高熱度的新興技術(shù),其實有很大的技術(shù)壁壘。技術(shù),不僅對于想入場的企業(yè)是挑戰(zhàn),就是對于浸潤其中多年的企業(yè),也是挑戰(zhàn)。技術(shù)成熟與否,關(guān)系到落地應(yīng)用,量產(chǎn)推廣。技術(shù)成熟不只是可用,還要符合經(jīng)濟成本、適應(yīng)不同場景,以及足夠安全。
在業(yè)界,有激光雷達導(dǎo)航與視覺導(dǎo)航之爭,其實,激光雷達有其優(yōu)勢,但怎樣把優(yōu)勢以最大化發(fā)揮出來,需要技術(shù)的支持,目前部分項目被機器視覺方案取代,原因還是激光雷達傳感器技術(shù)不成熟。
隨著國內(nèi)智能物流的發(fā)展需要,在激光雷達領(lǐng)域已有多年積累的國內(nèi)企業(yè)都將在各自的細分市場深度耕耘,但要想占領(lǐng)更多的市場份額,就要結(jié)合自身的技術(shù)積累,深挖核心技術(shù),在研發(fā),提高產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性上下功夫。
打破局限性是技術(shù)成熟的一個重要標志,例如,在兩邊都是墻壁的長而直的走廊,或者在動態(tài)變化很大的環(huán)境中,僅依靠激光雷達容易失去定位。再例如倉儲機器人,激光雷達實現(xiàn)定位,存在成本高、只能實現(xiàn)二維地圖下的定位導(dǎo)航、不能與人協(xié)作等等缺陷。
有許多場景,技術(shù)理論上可行,實際上卻很難被規(guī)模應(yīng)用,這個局限性怎么打破,需要企業(yè)去突破。也許萬集科技推出的工業(yè)防撞激光雷達WLR-718可作為范例,其可以較好地應(yīng)用到智能駕駛、車路協(xié)同、室外巡檢等市場上。技術(shù)成熟,除了產(chǎn)品性能需要滿足客戶要求外,還需要考量產(chǎn)品匹配度、未來數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)和功能升級等多方面因素。
激光雷達產(chǎn)業(yè)自誕生以來,呈現(xiàn)出了技術(shù)水平高的突出特點。從目前行業(yè)進展來看,基本上沿著兩條清晰的落地路線,一條是將激光雷達作為感知冗余,在兼顧成本的前提下,犧牲一部分性能指標,同時重點彌補攝像頭和毫米波雷達的性能盲區(qū),率先規(guī)模量產(chǎn);另一條則是芯片集成等路線,尋求遠距離感知的技術(shù)突破,并且大幅提升性能。
激光雷達技術(shù)的發(fā)展,是一個不斷試錯的過程,每種激光雷達系統(tǒng)中采用的技術(shù)通常不僅光源不同,而且「測距」和「成像」方法也不同,只要從芯片化架構(gòu)、混合固態(tài)激光雷這兩大方向出發(fā),結(jié)合企業(yè)的規(guī)模,多年的積累,走適宜于自己的技術(shù)路線,才是王道。
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