Umutları yüksek olan katı hal lidarları, 2018'de neden yangın yok?
Hesai PandarGT 3.0 ölçülen nokta bulutu görüntüsü
(Wudaokou'da bir kolej)
Giriş: Katı hal lidar her zaman otonom sürüş ve ADAS endüstrisinin en önemli mücevheri olarak kabul edilmiştir.Düşük maliyeti, yüksek güvenilirliği ve yüksek çözünürlüklü özellikleri ile endüstri her zaman büyük umutlar beslemiştir. Katı hal radarının gerçek avantajı nerede? Pazardaki katı hal lidar şirketlerinin karşılaştığı zorluklar nelerdir? Hesai'nin yeni yayınlanan üçüncü nesil katı hal radarı PandarGT 3.0 bu sorunları çözebilir mi? Bu makale cevapları tek tek verecektir.
Uzun zamandır ortaya çıkmayan katı hal lidarının ilk yılı
Lidar endüstrisinde tuhaf bir fenomen var - her yıl CES'te birisi ciddi bir şekilde mekanik radarın ortadan kaldırılacağını ve gelecek yıl katı hal lidarının ilk yılı olacağını söyleyecek! Yıllar geçtikçe, katı hal radar şirketinin PPT'si birbiri ardına güncellendi.Vaat edilen gelecek ay teslim tarihi yarın ve yarın gelecek, hangi startup solid state şirketinin büyük finansmana sahip olduğuna dair haberler olacak. "Hedef maliyet 50 $!" - Dünyayı değiştirmek üzere olan bir çift heyecan.
Gerçekte, Waymo hala yüksek hatlı mekanik bir radar taşıyor. Dünya çapında ticari faaliyete geçirilen insanlı ve kargo insansız araçlar, istisnasız mekanik radarı seçti. Hesai'nin istikrarlı ve güvenilir mekanik radar satışları yalnızca katı hal radarlarından etkilenmedi, aynı zamanda 2018'de birkaç kat büyüme kaydetti.
Hesai Lidar ile donatılmış Lyft insansız araç
Hesai Lidar ile donatılmış Nuro insansız teslimat aracı
Katı hal lidar nedir
LiDAR, üç boyutlu tarama yapmak için lazer kullanan bir sensördür.İnsansız araç ve robotların çeşitli alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.Genellikle onbinlerce dolarlık bir fiyatla insansız bir araç üzerindeki en pahalı ve en önemli sensördür. .
Katı Hal LiDAR, teorik olarak hareketli parçası olmayan bir lidardır. Optical Phased Array ve Flash gibi tipik teknik yollar saf katı hal çözümleri olarak kabul edilir.
Son yıllarda, endüstri topluca tam olarak dönmeyen lidarlardan "katı hal" olarak bahsedecek. Bu teknik çözümler genellikle, katı anlamda katı olarak kabul edilemeyen bazı küçük hareketli parçalara sahiptir, ancak aynı zamanda yüksek çözünürlük ve sınırlı düzeyde FOV (360 ° yerine ileri) gibi katı hal radar performansının birçok özelliğine de sahiptir. Bu nedenle, tartışma sırasında toplu olarak "katı hal radarı" olarak anılırlar.
Katı hal radarının temel avantajları ve zorlukları
Yüksek çözünürlük
Katı hal radarının en belirgin avantajı, ultra yüksek çözünürlüğüdür. Mekanik radarın sabit dikey açısal çözünürlüğü (Velodyne 128 hatlı radar 0.11 °) ile karşılaştırıldığında, katı hal radarı sürekli taramayı benimser ve dikey ve yatay açısal çözünürlüğü düşük kare hızlarında (5Hz gibi) elde edilebilir. 0,03 °, mekanik radarla eşi benzeri olmayan "görüntü düzeyinde" efektler üretir.
Hesai PandarGT 3.0 ölçülen nokta bulutu görüntüsü (en yakın mesafe 20 cm'dir)
Yüksek montaj ve ayarlama verimliliği (kolay seri üretim)
Geleneksel mekanik radarda, 40 hat, 40 verici ve alıcı cihaza karşılık gelir. Hat sayısının artırılması sürecinde kurulum süresi önemli ölçüde artacaktır. Bunun aksine, yaygın katı hal radarlarının teknik çözümleri, montaj ve ayarlama sürecindeki farklı hatların kalibrasyon iş yükünü büyük ölçüde azaltabilen ve üretim verimliliğini artırabilen yalnızca bir (veya birkaç) lazer vericisi ve alıcısı içerir.
Bu iki noktaya ek olarak, diğer katı hal radarlarının başka özelliklere de sahip olması gerekir (uzun menzil, yüksek güvenilirlik ve düşük maliyet) Piyasadaki tüm katı hal radar ürünlerinin aynı anda buluşması zordur.Bu, bu katı hal radar çözümlerinin avantajlarını belirler. Kısa sürede ticarileştirilmesi zordur. Neredeyse tüm katı hal radar şirketlerinin teslimat tarihlerini ertelemeye devam etmesi şaşırtıcı değil.
Öyleyse, katı hal radarı başka hangi özelliklere sahip olmalıdır ve bu özellikler mümkün müdür?
Uzun mesafe
Flash'ın çok yönlü ışıldamasının fiziksel sınırı göz önüne alındığında, mesafe ölçümü, şimdilik bahsetmiyorum bile, yalnızca 50 metreden fazla olamaz. Diğer katı hal lidarlarının temel bileşenleri optik yönlendirme mekanizmalarıdır ve bu yönlendirme mekanizmaları genellikle bileşenlerin olgunluğuyla sınırlıdır ve yeterince yüksek optik verimlilik elde edemez. En son kamuya açık bilgilere göre, mekanik radarın olgunlaşmış uzun mesafe ölçüm performansıyla karşılaştırıldığında (Hesai tarafından duyurulan Pandar40P, son zamanlarda şaşırtıcı bir şekilde% 200'de% 10 yansıtma elde etti, bu da mekanik radarın neredeyse fiziksel sınırı). Uzun mesafe ölçüm performansı hala 30-65m @% 10 ile mücadele ediyor. Bu, birçok katı hal radar şirketinin neden iç mekanlarda demo yapmaktan hoşlandığını bir dereceye kadar açıklar.Ürünlerin% 30m @% 10'u kapalı odalarda demolar için kullanılabilir.Etki çok iyidir, ancak uzun mesafe ölçüm problemi yola çıkar çıkmaz ortaya çıkacaktır.
Hesai Pandar40P'nin kuş bakışı ölçülen nokta bulutu
Bu, başka bir paradoksu ortaya çıkarır, yalnızca 30 metreyi ölçebilen katı hal radarı, bu kadar yüksek bir çözünürlük yapmak gerekli mi? Katı hal radarının yüksek çözünürlüğünün en büyük değeri uzun menzildir. 200 m'de, 32 hatlı mekanik radar hattının dikey aralığı 1,2 m'dir ve katı hal radarı 0,1 m'ye düşürülebilir, böylece 200 m dışındaki yayalar tarafından taranan hat sayısı 2'den 15 satıra çıkarılabilir. Aksine 30m aralığında 32 çizginin nokta yoğunluğu yeterli ve katı hal bir balyoz gibi görünecek.
Güçlü güvenilirlik (araç düzenlemelerini geçmek kolay)
"Katı hal radarının dönen parçaları yoktur ve araba kurallarını geçmek kolaydır." Bu cümle, sanki gerçekmiş gibi yüzlerce kez tekrarlandı. Ancak bu kanıtlanamayan bir varsayımdır. Dünyada araç yönetmeliklerinden geçen tek lidar, Valeo'nun mekanik olarak dönen bir radarıdır. Otomobilde yüzlerce dönen parça bulunuyor ve bunların araç yönetmeliğini geçmesine engel olmuyor.
Aksine, katı hal radarının tarayıcı cihazı, genellikle daha fazla seri üretim süreci ve güvenilirlik sorunları ile karşılaşacak olan olgunlaşmamış, yepyeni bir parçadır. Olgun tedarikçilerin ortaya çıkmasından önce, bu çekirdek bileşenin güvenilirliği çok fazla katı haldir. Radar şirketleri için aşılmaz bir uçurum. "Kararsız" ve "seri üretime uygun değil" son iki veya üç yıldır katı hal radar şirketlerinin ortak durumlarıdır. Demo çok güzel olabilir, ancak yepyeni bir tasarımı geleneksel radar kadar istikrarlı ve güvenilir yapmak çok zordur.
düşük maliyetli
Katı hal radarı, basit bir yapıdan ve az sayıda bileşenden yararlanır ve maliyet azalır. Bununla birlikte, birçok katı hal radar şirketinin performansı artırmak için pahalı lazerleri (binlerce dolarlık fiber lazerler) veya pahalı tarama mekanizmalarını tercih ettiği gerçeği göz önüne alındığında, toplam sistem maliyeti daha yüksektir. Ek olarak, katı hal radarı 360 ° taramayı bağımsız olarak tamamlayamaz ve birden fazla radarın eklenmesi sistem maliyetini daha da artıracaktır.
Hesai: üçüncü nesil katı hal radarı PandarGT 3.0
PandarGT 3.0 fiziksel haritası
(Y × L × G: 96 mm × 113 mm × 126 mm)
Aralık 2017'de PandarGT'nin (GT = GuTai) piyasaya sürülmesinden bu yana, Hesai ekibi bir yıldan fazla yoğun yinelemelerden geçti ve sonunda 2019-PandarGT 3.0'ın başında tatmin edici bir yanıt verdi. Bu sayısız başarısızlık arasında Girişimlerini ve sapmalarını söylemeye gerek yok. Tam bir sürüş testi videosu izleyin:
Hesai PandarGT 3.0 ölçülen video toplama (3 dak)
Hesai PandarGT 3.0 ölçülen nokta bulutu (Expo Garden)
Hesai PandarGT 3.0 ölçülen nokta bulutu
(Expo Garden, üstten görünüm)
Kısacası, iki önemli şeyi doğru yaptık.
1. Kendi geliştirdiği yüksek hızlı galvanometre sistemi
Hesaigangın mekanik lidar ürünlerini geliştirmesinin ilk aşamasında, Hesainin "bir nesli araştırıp geliştir, bir nesli devreye al ve bir nesli teşvik et" ürün sistemine bağlı kalarak, mikro galvanometre cihazlarının Ar-Ge ve tasarımı başlatıldı ve düzinelerce proses yinelemesi ve titreşimden sonra Ayna yapısı ve sürücü ve açı geri bildirim sistemi tasarımı, sonunda optik performansı önemli ölçüde artıran bir mikro galvanometreyi cilaladı. -40 ° ila 120 ° arasında uzun süre kullanılabilir ve güçlü darbe direncine sahiptir ve sıcaklık aralığı piyasadan çok daha iyidir. Yukarıdaki benzer ürünler mikro galvanometre katı hal lidarının araç regülasyonunun gerçekleştirilmesi için önemli bir garanti sağlar.
120 sabit sıcaklıkta PandarGT 3.0 galvanometrenin uzun süreli testi
PandarGT 3.0 galvanometre ve piyasa sıcaklık aralığındaki benzer ürünler
Bu galvanometre, aralık kabiliyetini geliştirmek için yalnızca ultra yüksek optik alım verimliliğine sahip olmakla kalmaz, titreşim frekansı 1500 satır / s'lik bir tarama kabiliyetine ulaşabilir, bu da GT 3.0300 hatlarını 5Hz ve 10Hz çalışma modlarında 150 satır yapar. 150 metre uzaktaki yayalar hala etkili bir şekilde algılayabilirler. PandarGT 3.0 Uzak yürüyüş (20m-150m) yaya algılama etkisi
2. Kendi geliştirdiği fiber lazer
GT 3.0, 300m @% 10 menzil kabiliyetine ulaşmak için ışık kaynağı olarak 1550nm fiber lazer kullanır.Bu bandın insan gözü güvenlik eşiği 905nm lazerden çok daha yüksektir, bu nedenle uzun mesafeli algılama için daha uygundur. Bununla birlikte, fiber lazerlerin sınırlı sıcaklık aralığı ve büyük boyutu nedeniyle, piyasadaki benzer ürünler genellikle bu sorunu çözmek için fiber lazerlerin ve lidar algılama birimlerinin ayrılmasını kullanır ve fiber lazerleri arabada daha düşük sıcaklıktaki bir yere yerleştirir.
Bu yöntemin aşağıdaki dezavantajları vardır:
1. Genel lidar hacmini artıracak
2. Algılama ünitesini ve fiber lazer modülünü birbirine bağlayan optik fiber ve sinyal hattı, kablolama karmaşıklığını büyük ölçüde artıran ve sinyal bütünlüğünü bozan araç gövdesi boyunca uzun bir yolda yürümelidir.
3. Bölünmüş fiber optik konektör hava tozuna karşı çok hassastır ve uyarı vermeden lazere zarar verir
Mevcut pazar, ışık kaynağı olarak fiber lazer kullanıyor
Lidar ürünlerinin şematik diyagramı
Hesai, bu sorunları çözmek için bağımsız olarak bir fiber lazer ve kontrol modülü geliştirmiştir.Hacmi, aynı tip fiber lazerinkinden çok daha küçüktür.Çalışma sıcaklığı aralığı -40 ° C ila 110 ° C'ye ulaşarak araç ortamının sıcaklık gereksinimlerini karşılar. Buna ek olarak, kendi geliştirdiği bu fiber lazerin seri üretim maliyeti, benzer ürünlerin piyasa perakende fiyatından çok daha düşük olan yüzlerce dolar mertebesindedir.
Hesai'nin kendi geliştirdiği fiber lazeri benzer ürünleri karşılaştırıyor
Hesai tarafından bağımsız olarak geliştirilen fiber lazer ve sürücü modülü (en yüksek ortalama güç 2.4W, darbe frekansı 1MHz, darbe genişliği 1ns), ortalama gücü 2W'ı aşan piyasadaki en küçük fiber lazerlerden biridir.
150 metrede PandarGT 3.0 trafik algılama etkisi
Otonom sürüş için tasarlanmış özellikler
1. FOV dinamik olarak ayarlanabilir
GT 3.0, dinamik ayarlama işlevine sahip akıllı bir lidar olup, dikey görüş alanı, yerel ve yüksek hızlı olmak üzere iki farklı senaryoya uyum sağlamak için dinamik olarak 5 ° ile 20 ° arasında ayarlanabilir. Ek olarak, hat numarası dağıtımının iki modu vardır: tek tip dağıtım ve merkez şifreleme Şifreleme modunda, merkez 0,035 ° (5 Hz yenileme hızında) ve 0,07 ° (10 Hz yenileme hızında) dikey görüş alanı çözünürlüğü elde edebilir. . Ek olarak, dikey görüş alanının FOV'u, aynı zamanda, üzerindeki veya altındaki hedefleri daha hassas bir şekilde tespit etmek için kullanılabilen genel bir ± 5 ° sapma elde edebilir.
PandarGT FOV ayarlanabilir şematik animasyon
PandarGT FOV dinamik ayarlanabilir nokta bulutu
2. Anti-parazit yeteneği
GT 3.0, Pandar40P'nin anti-parazit teknolojisine devam ediyor. Birden fazla lidar aynı anda çalışırken, diğer lidarlar tarafından engellenmeyecekler. İlgili giriş için lütfen "Nükleer Yükseltme! Hesai Pandar40P'nin Çeşitli Katil Fonksiyonları" na bakın.
CES açık hava canlı demosu
CES 2019, Hesai tarihinin ilk sergisidir.Pandar64 / PandarGT 3.0 ürünlerimizi aynı anda North Hall kapalı sergi salonu ve Platinum Lot dış mekan alanında sergileyeceğiz. PandarGT 3.0, açık havada otonom sürüş bölgesi olan Live'da sergilenecek. PandarGT 3.0'ın uzun mesafe ölçüm yetenekleri, çözünürlüğü, FOV dinamik ayarlama işlevi ve birçok yeni radar özelliğinin gerçek zamanlı görüntüsü olay yerinde görüntülenecektir.Otonom sürüş endüstrisindeki uzmanlar işbirliğini görüşmek için randevu alabilirler (resmi web sitesi www.hesaitech.com adresinden randevu alabilir).
Yazımın sonunda, 2019'un katı hal lidarının ilk yılı olması gerektiğini söylemek istiyorum.
