天眸光电:赋能行业,重新定义16线激光雷达

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本文来源:智车科技

/ 导读 /

低速无人驾驶行业的迅猛发展,使得越来越多的企业参与其中,相关传感器的生产商也在加大投入研发,提供更符合市场需求的产品。相较于其它传感器,激光雷达具有高精度、细分辨、抗干扰能力强等特点,常被人们视为实现低速无人驾驶的有效途径。 因此,随着低速无人驾驶市场的扩增,激光雷达走上了量产的前夜。

天眸光电

■ 自动驾驶激光雷达

■ 国内专业技术企业

在激光雷达赛道如火如荼的同时,位于武汉东湖新技术开发区的“硬核科技企业”天眸光电也在有条不紊地进行生产作业,其最近推出了一款意义非凡的产品——TM-LIDAR-16。

TM-LIDAR-16

TM-LIDAR-16是一款16线机械式激光雷达,最大探测距离是150米,垂直可视范围是30°,水平可视范围为360°,垂直角度分辨率为2°。

其内部16组激光收发对可进行360°旋转,形成3D点云图。由于性能优异和超高性价比,使得TM-LIDAR-16更适合用于无人小车、无人测绘和机器人等领域,是目前低速无人车的普遍适用的最优方案。

TM-LIDAR-16的测距精度

激光雷达是以发射激光束探测目标物体的位置、速度等特征量的雷达系统。

图:墙面精度点云图

【实测5米处墙面厚度为±2cm】

TM-LIDAR-16采用脉冲测距法,能抗强光干扰,且误差大小受量程影响较小,在150米以内,墙面精度控制在±2cm。

TM-LIDAR-16的扫描性能

激光雷达属于光学检测器件,在穿过玻璃、高反射材料时,容易造成一定概率的漏检,进而影响探测避障等性能。因此,做一些改进,增强测距可靠性,显得非常重要。

图:TM-LIDAR-16进行玻璃扫描

TM-LIDAR-16是通过结构、材料方面做出的改进来增强激光探测能力。根据计算,TM-LIDAR-16可以扫描两米开外的透明玻璃。

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TM-LIDAR-16的五大必杀技

近些年,激光雷达技术虽然得到了快速发展,但仍然面临着不少挑战,其中常见的就有以下五点:

1、极寒、高温环境下,激光雷达的探测性能受阻;

2、雨、雾、霜、雪以及强光照射环境下的信号干扰;

3、面对高反物体,会出现标定、精度不准;

4、无法搭载IMU功能模块进行精准定位;

5、进行物体扫描时,碰到如玻璃等高反光物质,会造成漏检现象;

因此,相对于国内外同类产品,TM-LIDAR-16在研发人员的专注下,追求极致、不断打磨、针对以上行业痛点,练就了五大必杀技。

【必杀技1:惯性导航(IMU)】

无论乘用商用客机、公务机或者是无人驾驶汽车,惯性导航系统(INS)都起到不可替代的作用,一个典型的惯性导航系统(INS)包括一个惯性测量单元(IMU)和一个中央处理单元(CPU),比如移动物体中的导航计算机。

惯性导航系统有两个主要作用,一种是在GPS信号丢失或者很弱的情况下,暂时填补GPS留下的空缺,用积分法取得最接近真实的三维高精度定位;另一种是在SLAM建图出现速度波动时,配合激光雷达,使建图更加准确,提供高精度定位。
相对于前者,定位功能无疑更加重要,是保证物体顺利行驶的关键。天眸光电将“SLAM+惯性导航”方案应用在TM-LIDAR-16上,使其成为全球首款带IMU的16线激光雷达。

【必杀技2:极寒、高温、酷暑等极端环境下工作】

激光雷达由数种或数十种半导体材料制作而成,由于其输出功率稳定性易受环境影响,导致激光雷达在不同环境下的探测数据各有差异。
目前市面上的激光雷达适应温度普遍在-20℃至65℃之间,而这显然满足不了绝大环境需求。因此,提高激光雷达的抗环境能力显得十分重要。

图:高温测试

图:低温测试

天眸光电在以往的基础上,做出了不少改进,其推出的TM-LIDAR-16可以满足多种环境下的使用。其中,常规款高低温环境下的运行适应温度为-20℃至65℃,定制款低温可达-45℃,高温为80℃。

值得一提的是,TM-LIDAR-16是全球首款能在极寒地区工作的16线激光雷达。

【必杀技3:抗干扰功能】

多雷达应用场景一般会添加抗干扰功能,以此保证多台雷达同时运行的情况下,雷达自身不受其他雷达工作时造成的光束影响。

图:不抗干扰效果

图:抗干扰效果

因此,在已有技术的基础上,天眸光电进一步升级了抗干扰技术,通过调频调幅每台雷达都能识别并且只接收自己发出的光,即使在被其他激光雷达直射的情况下也能有效避免干扰。

【必杀技4:反光柱检测】

激光雷达为自动车辆提供导航服务有两种模式,分别是反光板模式和无反光板模式。无论哪种模式,由于激光物理特性的限制,激光雷达受环境因素影响较大。

图:高反点云图

图:高反实景

基于此,在激光雷达发展的同时,行业也探索出了一些反光柱测试能力,例如,通过过滤反射系数,可以得到同一反光柱上多个激光点的详细数据(角度、距离、反射系数)。然后再通过简单的数学计算和规律分析,就可以得到该反光柱相对导航仪的准确位置
这种方式在TM-LIDAR-16身上也得到了体现,TM-LIDAR-16可以对激光雷达的算法进行修正,校正不准确的反射率,保证激光雷达测距与实际距离数值相同。

【必杀技5:防水功能】

激光雷达在外界环境下时,难免会碰到恶劣天气。例如狂风暴雨,如果在雨天时候,雨水渗透进激光雷达内容,就会造成线路短路,因此,如何让激光雷达防水就显得十分重要。

图:防水功能测试

TM-LIDAR-16在研发人员不断努力下,其防水性能达到了IP67K的标准,这意味TM-LIDAR-16在水深1.1米内都不会受到影响。
除五大必杀技外,天眸光电还对16线激光雷达进行了全方位的环境测试,电磁兼容性达到了震动实验标准:【GB/T28046】冲击实验标准:【GMW3172】跌落实验标准:【GBT28046.3】 高低温试验标准:【GBT 28046】防水防尘试验标准:【IP67 IEC60529】电快速瞬变脉冲群抗扰度(工业三级,电源口2KV,信号口1KV),射频场感应的传导骚扰抗扰度(工业三级,10V )工频磁场抗扰度(工业四级 30A/m)的标准。

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TM-LIDAR-16重塑未来

TM-LIDAR-16将会重塑行业格局,天眸光电做出了这一判断。

这不仅有性能优异的原因,还有天眸光电已具备量产能力的原因。

当前,成本高企一直是激光雷达“上车难”的关键。虽然随着国内企业的加入,激光雷达价格开始下降,但由于电子材料价格昂贵、制造环节繁多、工艺复杂,激光雷达价格一直居高不下,毫不客气地说,最便宜的激光雷达也比毫米波雷达、摄像头系统贵上10倍。
因此,如何降低成本成了企业们为之思考的问题。天眸光电成立不久,便着手解决这一问题,其通过自主创新,采用自动化和半自动化生产的方式来实现这一目的。

以16线产品为例,天眸光电从研发设计、生产工艺以及供应链上降低成本,实现最优性价比;得益于此,在2020年期间,天眸光电就已实现了16线激光雷达的完全量产。

TM-LIDAR-16作为天眸光电16线激光雷达中的一类,同样具备量产能力。而具备量产能力以及优越性能的TM-LIDAR-16必将引起行业热潮,同时在天眸光电全体人员的不断深耕下,TM-LIDAR-16会不断完善己身,赋能行业,它的未来绝对值得期待。

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