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高精度固态激光雷达在自动驾驶中的应用

工程师
2021-02-15 23:52:55     打赏

随着无人驾驶的兴起及自动化程度的提高,传感器在各领域发挥着不可替代的作用。激光雷达通过多束激光高频****获取的反射数据形成周边物体的高清3D的“点云”图像,激光雷达已经被广泛认为是实现无人驾驶的必要传感器。以车载系统为例,激光雷达、毫米波雷达、超声波、摄像头、红外线等各类传感器作为“人类的眼睛”存在,确定物体的位置、大小、外部形貌甚至材质,在盲点、变道辅助、行人探测、交通信号识别、车道偏离等方面发挥重大作用。

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作为激光雷达创新型企业,苏州岭纬智能科技有限公司(以下简称岭纬科技)在创业之初就明确了发展目标,致力于高端固态高分辨率激光雷达的研发。目前产品应用领域涵盖无人驾驶、先进辅助驾驶、车路协同、安防监控、智慧城市、智慧交通、三维建模、工业现场监测、轨道交通等。岭纬科技市场及销售总监兼硬件设计部经理芮明昭先生表示:“当前岭纬科技激光雷达产品满足最严苛的应用,技术指标已做到行业领先水平。”

固态分布式激光雷达

一主机支持多个探头,探头体积小,无机械旋转部件,采用MEMS技术路线,在严酷的环境下有较长的使用寿命,满足苛刻的车规级要求(至少5万小时以上),耐冲击,抗颠簸,而3DFlash技术探测距离较短,有效探测距离大致为20~30m;而OPA技术尚不成熟,还在实验室阶段。

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高分辨率固态激光雷达

传统的激光雷达为机械式结构,线束较低,大概为16或32或64线,有效探测距离为70-80米。目前岭纬科技开发的分辨率高达480-720线,每条线高达1750像素,单探头每秒达1.5百万点,6探头每秒达8.4百万点,有效的探测距离为200米,符合车规的安全裕度。

视频融合技术

岭纬科技TItanM1系列固态高分辨率激光雷达将视频图像和点云通过算法完美融合,提供彩色点云图像(XYZ+RGB),为传统的XYZ空间距离点云提供可选的算法融合RGB颜色,对于感知周围的物体提供最佳的3D颜色数据。据悉,产品全线采用1550nm光源而非传统的905nm光源,这种光源对人眼没有损伤,适用性更强,对雨雪、雾霾等的穿透力更强。

直面行业痛点

在面对市场痛点问题时,芮总表示:在所有应用中,无人驾驶的要求最为严格、苛刻,需要更远的有效探测距离,更长的工作时间,可耐冲击,抗颠簸,而这些正好和岭纬科技打造的高分辨率固态激光雷达目标一致。

  • 高可靠性:采用MEMS技术路线,无机械旋转部件,工作寿命达到5万小时以上;

  • 高分辨率:700线激光雷达,最小角分辨率可达0.01°,更加有效的对行人进行探测、识别,形成高清3D点云图像;

  • 探测距离较长:有效距离可达200m,最远探测距离可达1000m;

  • 高精度:采用1550nm光源,可有效缓解雨雪、雾霾天气精度下降等问题;

  • 视频融合技术:产品本身配置摄像头,可以将点云数据与摄像头RGB信息进行点对点融合;

  • 视场角可定制:有多种视场角产品,单体产品最大视场角为水平125°,垂直45°;

  • 高性价比:相比低线速产品,480线束内部只有1对收发,物料成本更低,性价比更高;

对电源的需求

激光雷达应用领域较广,供电系统随着应用的不同而不同:若在车载系统,供电为12V车载电源;在AGV/无人机系统,供电则为48V蓄电池;在工业领域,供电又可能为24V现场总线电压,因此能够支持宽电压范围的电源模块相当重要。另外,激光雷达工作环境也尤为复杂,电源系统必须在任何工况下保证稳定的输出,电源需求也很明确:

  • 宽输入电压:保证产品适应于所有的供电系统;

  • 高效率:保证系统的续航能力和系统的最优设计;

  • 高集成度:受限于内部空间,要求模块体积尽可能小;

  • 高可靠性、稳定性:在高温、颠簸、振动、雷击等恶劣环境下应具有稳定可靠的输出;

  • 低噪声:激光雷达系列中有较多敏感器件,电源模块要保证自身过硬的EMC和EMI能力;

目前,岭纬科技在TItanM1高端系列产品中已全面采用了VicorPI3740电源转换模块。PI3740可将8-60V的供电电压转换为12V电压供系统使用,若系统中还需要其它如5V、3.3V的电压轨,再通过POL电源芯片进行二级转换。

Viocr电源在系统中的优势

PI3740是一款高转换效率、功率密度的电源模块,PI3740升降压稳压器支持8-60VDC工作电压范围,能够以高达96%的效率提供高达140W的功率及高达8A的输出电流。岭纬科技(厦门)有限公司市场及销售总监兼硬件设计部经理芮明昭先生表示:“Vicor的参考设计做的相当优秀,依据过硬的参考设计和技术团队的现场支持,产品的导入和评估工作进展相当顺利,表现出卓越的系统优势:

  • PI3740体积小、效率高、集成度高,满足激光雷达的系统供电需求;

  • PI3740的8~60V宽输入电压适应系多领域应用;

  • Vicor电源模块的集成度高,减少了外围器件的使用量,设计方便灵活;

  • 系统测试中进行了高低温、冲击、极限、带载老化等多项测试,电源模块运行可靠稳定;

未来趋势

未来,激光雷达将向低成本、固态化、量产化方向发展。系统要求电源具有足够宽的电压范围,尺寸进一步降低,转换效率进一步提高。在无人驾驶应用领域,整体方向依然是要实现激光雷达的更高分辨率和精准度,进一步保证无人驾驶的安全性。相信在和Vicor支持团队的配合下,未来的新产品验证工作会更加顺利。




工程师
2021-02-16 23:45:11     打赏
2楼

应用起来还真是可以的


工程师
2021-02-16 23:57:00     打赏
3楼

感谢讲解


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