激光雷达被广泛用于无人驾驶汽车和机器人领域,被誉为广义机器人的"眼睛",是一种通过发射激光来测量物体与传感器之间精确距离的主动测量装置。今年,激光雷达行业是非常热闹的一年,也是量产的元年,激光雷达行业的发展比预期要快,海外出现了上市潮,国内的产品开始量产。需求方面除了无人驾驶,辅助,高级辅助驾驶块在迅速的起量。各种技术路径百花齐放,加上资本市场对激光雷达行业比较看好,如何一步一个脚印做好产品,达到小型化,集成化,低成本,车规级,长寿命成为业内重点关注话题。
为了解激光雷达未来的发展趋势,探讨其发展工艺,加强产业链上下游的交流合作,2021年12月15日艾邦智造汽车俱乐部在苏州举办了2021年激光雷达创新技术及产业链高峰论坛,以期共促行业的发展。
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本次论坛有13个议题,围绕汽车激光雷达发展趋势、汽车激光雷达工艺技术、汽车激光雷达量产上车瓶颈、激光雷达芯片、激光雷达测试验证等进行了详细的探讨。
本次的与会嘉宾包括:
汽车主机厂及OEM
激光雷达供应商
激光雷达探测器供应商
激光雷达芯片供应商
激光雷达发射器供应商
激光雷达光学部件供应商
激光雷达测试与验证企业
设备、材料、加工、高校科研院所等
下面,我们将从嘉宾报告、展台风采、现场互动及会场特写这三大部分来回顾本届会议的精彩时刻。
一、嘉宾报告
1、Innoviz项目经理 孔林冬《激光雷达在自动驾驶应用的机遇与挑战》
随着科技巨头们纷纷携资金、流量、技术入局,自动驾驶商业化和规模化的步伐加速,激光雷达迎来蓝海市场。据统计,目前已至少有20家车企和自动驾驶公司宣布将激光雷达作为感知套件的一部分,进而量产L3级以上自动驾驶技术。可以说,激光雷达现已成为智能汽车实现高级别自动驾驶的标准配置。
但激光雷达在成本、尺寸、可靠性、人眼安全等方面还存在着挑战。在本次论坛上孔经理从技术路线、公司产品、公司产品性能测试等几个方面给大家详述了激光雷达在自动驾驶应用的机遇与挑战。
孔经理认为目前激光雷达不能做到十分完美,要根据客户需求场景进行性能的优化取舍。接着孔经理给大家详述了公司的InnovizOne激光雷达产品,该产品有搭载在宝马汽车上,测试该款产品点云,点云数据较为优秀,测试数据包括测试最远距离、准度测试等。孔经理提到,激光雷达上车是第一要义,都朝着这目标进行着,最后给大家观看了公司产品的介绍视频。
2、北京天地精仪科技总经理 宋艳霞《水汽捕集泵在激光雷达真空镀膜领域的应用与展望》
宋总在本次论坛上从水蒸气在镀膜过程中的危害、如何去除水蒸汽、深冷水汽捕集泵的优势、深冷水汽捕集泵介绍、深冷水汽捕集泵的使用效果以及公司介绍等几方面详述了水汽捕集泵在激光雷达上的应用。
宋总介绍到深冷水汽捕集泵的优势在于可以增强膜层牢固度、可以促进薄膜制备一致性、增强防水效果等。镀膜过程中,银水分子或油气掺进镀膜过程,导致膜层结合力不牢固出现脱膜现象,采用水汽捕集泵能增强膜层牢固度,确保激光雷达长期在-40℃到95℃范围内工作时,窗口片的薄膜会发生脱落,或有裂纹、脆裂、变形、膜裂等现象。
激光雷达在镀膜过程中使用深冷水汽捕集泵,提高设备抽速,快速达到高真空,更高效的激光雷达表面镀了防水膜使其表面很难沾留雨滴、油污,即使印上指纹也能轻松的擦拭掉。
3、中科院上光所 贺岩博士《机载单光子阵列探测激光雷达系统和应用》
激光雷达远程测距技术中,单光子激光测距是一种建立在统计理论基础上,探测灵敏度达单光子量级的光电探测技术,测距光源采用高重复频率、低脉冲能量的激光器。重复频率激光器用作机载测距光源存在热稳定性差、收发光轴不稳定、受背景光噪声影响大、体积受限、功耗高等亟待解决的问题。
在本次论坛上贺岩博士从机载单光子探测激光雷达原理、机载单光子探测激光雷达研究进展、上海光机所单光子阵列探测激光雷达研制等几方面详细给大家介绍了机载单光子阵列探测激光雷达系统和应用。
贺岩博士在演讲最后从国际单光子阵列探测、国内单光子阵列探测以及未来技术提升三个方面给大家做了一个小结。在国际单光子阵列探测方面:PMT阵列已经应用于10*10元的阵列探测激光雷达,光源采用532nm激光;GMAPD阵列已经应用于256*64元的阵列探测激光雷达,光源采用1064nm激光;SNSPD阵列技术成熟度不足。在国内单光子阵列探测方面:上海光机所集成了中电44所的64*64元GMAPD,实现了对地高密度三维成像。未来技术提升方面可发展方向:集成嵌入式的硬件处理,提升数据处理能力;提升单光子探测器件性能,提升量子效率,降低暗计数;发展多像元、高效率的分光技术,提升覆盖宽度。
4、科思创聚碳酸酯事业部应用研发经理 任天孝《Polycarbonate solutions for ADAS sensor applications》
在汽车传感器的要求上,轻量化也是重要的考量指标,轻量化材料一般采用高分子材料,如在激光雷达外壳、毫米波雷达外壳上的应用。除了轻量化要求以外,对材料的一些其他物理因素也需要考虑,如透波等。
在本次论坛上任天孝经理给大家详细介绍了聚碳酸酯在激光雷达上的应用。任总介绍到,科思创给激光雷达罩提供的材料解决方案中,材料可实现可见光隔断,在905nm、1550nm红外可实现高透,可承受飞石冲击,可满足各种二次加工要求。除以上功能外还可满足不同角度的红外透过率,除霜除雾、满足汽车外饰要求。
满足不同角度的红外透过率包括:双面增透结构、多层增透结构、增透层和本体材料的粘接力;除霜除雾包括:足够高的加热功率,快速升温、均匀加热,加热层不干扰激光线束,加热层和本体材料之间的粘接力;满足汽车外饰要求:耐候、表面耐刮擦,耐盐雾老化,高温高湿老化,耐热老化。
5、北醒光子业务发展总监 胡佐金《厚积薄发,北醒的车规量产之路》
随着全球汽车智能化、电动化、网联化、共享化快速发展,车载雷达的市场规模正在加速扩大,据Velodyne预测,到2022年全球激光雷达市场规模将达到119亿美元,其中来自汽车领域的应用占比为60%,约72亿美元。面对如此巨大市场,各国拥有先进技术的企业纷纷冲进车规级激光雷达领域,北醒光子亦是其中一员。
在本次论坛上北醒光子的胡佐金总监从公司介绍,技术量产,走向自动驾驶几个方面给大家详述了北醒光子的车规级激光雷达的发展。胡总监介绍到公司技术路线稳扎稳打,单领域纵深极强,不断向新一代产品演进。如14 万级别出货质量和一致性,验证高速高精度测距技术;10万个点的大规模面阵并行工作,验证稳定性和寿命;全自动校正,大规模出货时的保障。
接着给大家介绍了汽车前装案例-TFmini、国内第一款FLASH激光雷达(CE30)、Flash-做最好的机器人眼睛(CE30)产品、1550nm+MEMS 高性能的跨越(Horn-X1)产品等,最后胡总监透露到公司车规级激光雷达将重磅发布。
6、瑷镨瑞思光学有限公司中国区总监 金丰《ToF传感器在激光雷达中的解决方案》
根据测距方法的差异,激光雷达主要分为飞行时间测距法、相干测距法以及三角测距法。目前,激光探测的两种主要技术是ToF与FMCW。ToF激光雷达是目前主流的测距方式,发展较为成熟,在激光雷达传感器领域应用多年。
在本次论坛上金丰总监主要从公司介绍、激光雷达技术及需求、激光雷达行业痛点、激光雷达解决方案等几个方面给大家详述了ToF传感器在激光雷达中的应用。
金丰总监指出:激光雷达目前市场规模大、应用多元化,需求明确,技术成熟但是产品的痛点在价格高、分别率低。分辨率低就难以有效识别物体,价格高会导致难以大规模应用。针对上述问题,金丰总监给大家详述了公司的一些列解决方案。
7、乐普科 KEY Account manager孙海《塑料激光焊接工艺技术在激光雷达上的应用》
近年来,随着技术的不断升级,塑料激光焊接增长趋势逐步显现。激光雷达外罩大都是采用塑料材质,在激光雷达结构封装中,前后底板的结合采用塑料激光焊接优势凸显,激光焊接对激光雷达产品来讲,连接强度以及防水性能有所提升。
在本次论坛上,孙海经理主要从公司介绍、激光焊接技术、激光焊接主要应用、激光焊接工艺类型等几方面给大家详述了激光焊接工艺在激光雷达上的应用。孙经理开始从激光雷达的两种形式给大家介绍了其连接方式,目前还是用的粘接方式,在将来会采用激光焊接方式。
接着孙经理给大家详细介绍了塑料焊接的类型,激光塑料焊接主要有准同步焊接、同步焊接、轮廓焊接以及三维摆振焊接几种方式。孙经理给大家详述了几种焊接方式,以及不同方式的不同应用。
8、华亚智能科技工程总监 叶顺顺《激光雷达量产工艺和智能装备技术介绍》
在本次论坛上华亚智能总监叶顺顺主要从公司介绍、激光雷达AA技术说明、公司产品智能产线规划、激光雷达设备几方面详述了激光雷达的量产工艺及智能装备技术。
叶总监介绍到目前车载激光雷达生产现状是大多采用人工作业,调整时间长,一致性较差、效率低。公司的激光雷达AA设备可用于激光雷达发射器、接收器、反射镜的AA,设备采用六轴精密调节,调节精度±1μm;设备可实现高精密点胶,胶水宽度1.7-2.2mm可控;可配备整线激光雷达自动化(含标定测试等)。
激光雷达AA原理:通过调整光器件6轴的6个自由度调整,保证光斑or光功率值达到最佳位置、以及最佳值状态。
叶总监还给大家介绍了激光雷达整线智能装备,包括以下:自动车载光学模组产线历经几代迭代,丰富的生产经验模块化设计,组线如【搭积木】般快速实现
全线连接MES,实现智能可视化生产,快速实时了解设备生产状况
9、亮道智能测试验证高级总监 张卫涛《激光雷达量产的测试与验证》
2021年开始,全球都掀起了激光雷达量产上车的热潮,而激光雷达作为最为先进的车载传感器系统产品,其硬件机械性能的评估、点云质量的评价,以及对目标物与环境感知的结果的测试与验证,都需要面向量产的激光雷达测试验证的完整解决方案。
亮道智能深度参与大众汽车、长城汽车、宝马汽车激光雷达量产激光雷达系统,在其中提供完整的测试验证服务。在本次论坛上亮道智能张卫涛总监从公司介绍、激光雷达的点云质量评测、激光雷达的感知算法评测几方面给大家详述了激光雷达的测试与验证。
在会议上张总监给大家详细介绍了车规测试与验证流程与体系,硬件测试到软件测试到整机集成测试再到上车验收测试。张总监介绍到目前和上海汽检成立了车载激光雷达测试联合实验室,车载激光雷达测试联合实验室是目前国内首家提供车载激光雷达点云评价的专项测试实验室。实验室可开展激光雷达探测性能、点云质量、功能场景等技术测评,并出具专业的第三方测评报告。
10、OPSYS CEO Stav 《OPSYS纯固态激光雷达解决方案》
激光雷达技术最初是为了迎接全自动驾驶时代而诞生的,如今它已成为新兴的驾驶辅助市场的基石。无论是该领域的老前辈还是新手,都受益于汽车行业对驾驶辅助系统激光雷达传感器的欣然接受。激光雷达供应商OPSYS也不例外,在今年1月份,Opsys发布了新一代纯固态扫描式Microflash激光雷达SP3.0。它将"闪光式(Flash)激光雷达"的低成本、坚固性和纯固态优势与"扫描式(Scanning)激光雷达"的大量程和高分辨率完美地结合在了一起。
本次论坛嘉宾从国外同大家一起用线上的方式,探讨了OPSYS纯固态激光雷达解决方案。OPSYS CEO Stav从纯固态激光雷达、OPSYS核心技术、OPSYS产品路测、发展规划路线图、应用案例以及公司介绍几方面详述了公司的纯固态激光雷达解决方案。
11、滨松光子学商贸产品技术工程师 蔡红志《滨松视角下的激光雷达核心元器件》
激光器和探测器是激光雷达的重要部件,很大程度上决定了激光雷达的性能、成本、可靠性。激光雷达探测器主要分为:光电二极管PD、雪崩二极管APD、硅光电倍增管SiPM/MPPC、单光子雪崩二极管SPAD四种。目前用在激光雷达上的APD是主流。
在本次论坛上滨松蔡红志工程师主要从滨松公司简介、激光雷达概述、滨松视角下的激光雷达、滨松激光雷达探测器几方面给大家详述了激光雷达的核心元器件。
蔡红志工程师给大家介绍到滨松可提供Si和InGaAs全系列探测器,MPPC是
是Multi Pixel Photon Counter的缩写,滨松独家命名,也被称为SiPM (=Silicon Photo Multiplier)。MPPC的特征是高增益和高探测效率,可进行单光子探测,多像素并行输出,可同时探测多光子。
12、肖特玻璃中国新业务开发总监 李毅刚博士《肖特玻璃材料在激光雷达中的应用》
在本次论坛上肖特玻璃的李毅刚博士主要从玻璃解决方案产品概述、可用于保护窗的产品、可用于光路中的产品以及GTMS气密封装技术四个方面给大家详述了肖特玻璃材料在激光雷达中的应用。
李博介绍到:玻璃元件和玻璃-金属气密封装元件为汽车激光雷达内部可提供保护并提升其光学性能,LiDAR组件,其中包括MEMS反射镜和高功率激光器等,需要保护其免受湿度和大气影响,同时长久保持卓越的性能。
在室外环境中运行的LiDAR传感器需要坚固的在近红外高透射的光学窗口,同时还要衰减可见波段的环境光。肖特提供的玻璃吸收滤光片在近红外段是透明的,在可见光段是不透明的。
在室外环境中运行的LiDAR传感器需要坚固耐用且具有高透射率的光学窗口,并带有必须承受恶劣环境的耐用抗反射涂层。增透膜在可见波长范围内进行了优化,并被证明在恶劣的机械磨损条件下非常坚固。肖特提供用于紫外,可见和红外激光系统的光学器件上的高效抗反射涂层。
13、一径科技高级产品经理 刘思家《车载激光雷达发展技术路线回顾及展望》
在本次论坛上一径科技产品经理刘思家主要从什么是激光雷达、汽车自动化等级、激光雷达商业化落地的关键要素、激光雷达行业主流厂商技术路线、公司激光雷达及商业进展等方面介绍了车载激光雷达发展技术路线回顾及展望。
刘经理介绍到整体来看,激光雷达行业逐步朝全固态化、高性能、低成本、轻量化和自主可控趋势发展。具体来看,为进一步紧跟或领先行业发展,近年来世界主流厂商开始纷纷布局固态化激光雷达。长短激光雷竞争激烈,短距激光雷达需求逐步增多。
刘经理指出:激光雷达需求日益明朗,长短激光雷竞争激烈,短距激光雷达需求逐步增多,超高线束是固态激光雷达的一大优势。
二、展台风采
1. 乐普科
2. 华亚智能
3. 欣茂鑫实业
4. 科思创
5. 东乾机械
6. 苏州瑞霏光电科技有限公司
7. 新科益系统与咨询(上海)有限公司
三、现场互动及会场特写
感谢各位嘉宾的精彩分享,也感谢各位与会人员的大力支持,愿激光雷达行业早日突破成本瓶颈,早日批量上车。
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