一直以来,核心零部件技术的突破成为制约国产机器人发展的瓶颈之一。在服务机器人、无人车、无人机中,激光雷达则是导航、定位、避障中必不可少的核心传感部件。为打破国外的技术垄断,一些企业开始从激光雷达领域着手开启国产化进程。
“国产的激光雷达技术已经开始取得重大突破,而且性价比更高。”镭神智能CEO胡小波认为,凭借很高的性价比、良好的售前服务和有保障的售后等优势,国产激光雷达在3-5年内可实现弯道超车。
前不久,中国人工智能机器人产业联盟走访了会员单位深圳市镭神智能系统有限公司(下称“镭神智能”),深度探访了这家获得北极光创投投资的明星企业,并与镭神智能CEO胡小波进行了深入交流。
人工智能机器人联盟记者与镭神智能CEO胡小波
聚焦激光雷达领域
作为中国最大的光纤激光器企业的创始人,胡小波是2014年随李克强总理出访俄罗斯的十位青年科技企业家之一,从事激光雷达、光纤激光器、光纤传感、光纤通讯等技术科研工作近20年,所获得授权的国家专利达近百项,被业界誉为“教父”式人物。
针对国内激光雷达领域薄弱的现状,胡小波凭借在激光行业多年的专业积累和较强的资金、资源整合能力,在2015年投资1000万创立镭神智能,成立不久就获得北极光创投2000万天使轮投资,并与近期完成A轮融资,迄今为止,融资金额高达近亿元。镭神智能试图打破国外的技术垄断,推进激光雷达的国产化进程。
据了解,目前镭神智能已经研发了四款激光雷达产品:在室内服务机器人应用上有基于三角测距原理进行扫描探测的激光雷达,可实现6m半径范围内 360 度全方位扫描,误差控制在毫米级,扫描频率可达 11Hz,每秒最高可测量 4000 点,正常工作频率为 7Hz, 每圈可探测高达 500 个密集扫描点。激光雷达扫描的点云数据可以通过 SLAM 算法最终实现其导航定位功能。目前已经投入量产,每台单价 2288 元,批量购买的话单价在数百元到千元不等。
而在长寿命的自动搬运机器人(AGV)上,镭神智能提供的是一系列型号的中远距离单线TOF(时间飞行法)激光雷达系统,其测量距离从10米、30米、60米、100米、 200 米不等,抗强光干扰,预计十月份量产。此外该系列激光雷达也可应用于服务机器人导航避障等,汽车ADAS系统、无人机导航避障应用等。
在无人驾驶和智能汽车辅助驾驶方面,镭神智能提供的是多线雷达(4线、8线、16线),预计明年上市。胡小波表示,由于该产品主要是在人眼高度内横向发射,所以需要严格控制激光的功率,目前国内多线雷达技术相对薄弱,而该款产品主要对标的是诸如美国Velodyne、Ibeo等国际厂商的同类竞品。
除此之外,镭神智能还是国内首家研发了激光灭蚊炮和全球首家研发出激光灭蚊机器人,其中激光灭蚊机器人是机器人、激光雷达和激光灭蚊炮的良好结合体。激光灭蚊机器人采用自主研发的高精度激光雷达及SLAM算法进行定位导航,其中用于室内的激光灭蚊机器人采用基于三角测距原理开发的激光雷达进行导航定位,而在室外的则采用基于远距离探测的TOF激光雷达。这款产品可以从复杂的环境背景下对微小的目标,如蚊子,苍蝇等进行主动式的探测、识别、动态跟踪、锁定然后进行持续打击消灭,将从根本上遏制因蚊虫叮咬引起的各种疾病,造福人类。
加快激光雷达国产化进程
目前,全世界仅有美国、日本、德国等少数几个国家的企业有能力生产激光雷达,但其价格都不低,百度、谷歌无人汽车采用的激光雷达,成本在2-8万美元,价格几乎与汽车本体相当,一般的服务机器人很难承受如此昂贵的元器件。
而国际上领先的激光雷达的厂商主要有Velodyne、Quanergy、Ibeo、西克(SICK)、北阳机电(Hokuyo)等。
其中西克和北阳机电的激光雷达是二维激光雷达,主要用于工业领域和安全防护领域,其他三个厂商生产的激光雷达一般应用于三维扫描探测。Velodyne、Quanergy的激光雷达主要用于无人驾驶汽车,Ibeo的激光雷达受限于线束和精度,主要应用于ADAS系统。
在国外,激光雷达已经成为民用领域的“宠儿”,但市场份额大多被诸如瑞士Leica、加拿大Optech、奥地利Riegl、美国Trimble等老牌测绘企业占据。
相比于国外企业已经具有相对成熟的成型产品,且已经和相关公司展开合作,国内公司在激光雷达的研发和生产上则只是刚刚起步。目前,国内研发生产激光雷达的公司主要有4家:镭神智能、华达科捷和欧镭激光(都是巨星科技子公司)、思岚科技、北醒光子。
从目前全球激光雷达企业的下游应用领域分布来看,居多的仍然是智能汽车和机器人领域,传统的测绘领域中,也有一批3D激光扫描仪的企业,转型向更具成长性的机器人和无人驾驶领域。
影响激光雷达价格的主要有两大要素:线束和采购量。通常线束越高,激光雷达的价格越高。采购量越大,单个雷达价格就越低。据称Quanergy公司通过降低线束维度,逐步使用固态激光雷达,可以在几年后将成本降低到了250美元左右。
对此胡小波表示,当采购量超过1万台左右的量时,单线束的价格可以降低到千元量级。并且随着终端用户的产品放量,激光雷达的产业化将会带动价格打破瓶颈区域,实现国产替代进口。
“目前激光雷达行业水平排序来说,美国应该排在第一,其次德国,再次日本,中国目前暂时落后。”胡小波认为,能够利用3-5年的时间改变世界激光雷达行业格局,重新洗牌,力争成为世界激光雷达行业领导者。
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