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镭神智能发布激光雷达专用“核芯”

来源:微迷网

  发布:星之球科技

关键词:激光雷达 自动驾驶

2018-05-21

2018年5月18日,国内激光雷达标杆企业镭神智能正式对外宣布,镭神首款用于激光雷达接收端的16通道集成放大器芯片研发成功,经专业测试完美满足设计指标的技术要求,可用于单线、4线、8线、16线、32线、48线、64线及MEMS固态、OPA相控阵固态激光雷达中。
这将是国内外首创的16通道集成放大器芯片,实行量产后该枚拥有自主知识产权的芯片将会使TOF激光雷达成本降低3成。同时该款芯片的研发成功,大幅度缩短中外在激光雷达专用核心芯片之间的技术差距!
同日,镭神智能在嘉善的工厂正式落成开业,此处位于嘉善归谷15000平米的生产厂房已投入了近百条自动化及半自动化产线,将全面量产镭神4线、8线、16线、32线及48线激光雷达。
这将大幅度提升多线激光雷达产品产能,大面积解决全球激光雷达市场需求供需失衡、价格昂贵以及供货周期漫长等问题。
随着自动驾驶行业的的发展,车用激光雷达的市场在国内外逐渐打开,在传统机器人激光雷达市场占有一席之地的镭神智能,于2017年开始了车用激光雷达的研发,短时间内就研发成功了C1系列的车用激光雷达,以及CX系列多线激光雷达。
目前镭神智能正在加紧研发固态激光雷达,预计年中就会推出3D FLASH 和MEMS固态激光雷达。
选择合适的时间点切入车用激光雷达,一直是镭神智能创始人/董事长胡小波看重的,胡小波此前告诉《高工智能汽车》,公司已经积累了激光雷达的基础核心技术,自动驾驶是一个长远的发展过程,选择在2017年才进入车用激光雷达市场,是一个合适的时间点。
镭神智能于2017年年底完成融资,并迅速推出多线束激光雷达,研发固态激光雷达,在他看来是踩对了时间点。
始于机械,终于固态
针对车用市场,镭神目前已经研发了两个系列的产品:C1系列和CX系列激光雷达。其中C1系列是TOF车用激光雷达,采用TOF(Time of Fight)原理设计,对周边环境进行360°二维扫描探测。
该系列激光雷达根据探测距离的不同分为多个型号。此系列产品主要应用在汽车辅助驾驶(ADAS)、无人驾驶,配合镭神智能汽车辅助驾驶软件使用,可实现车辆前向间距预警、车辆双侧间距预警、车辆转向盲区预警、车辆车道偏离预警等功能。
产品依据车规等级标准制造,IP防护等级高,可根据场景及用户需求的不同进行定制。分不同型号,产品的测量量程覆盖10m~200m的范围。雷达误差小,全程数据误差在±3cm以内,其中70%的数据误差在±1cm以内,95%的数据误差在±2cm以内。角度分辨率为0.18 ° ,可根据用户需求定制。
CX 系列多线激光雷达能够对周围环境进三维扫描探测。该系列激光雷达按扫描线数分4线、8线、16线、32线、48线。此系列产品应用广泛,可应用亍汽车辅劣驾驶(ADAS)、无人驾驶、工业自动化、安防、地图测绘、灾害检测、科研等领域。
CX系列是传统的机械式激光雷达,目前在业内已经有多家公司在做。但由于本身机械构造复杂,价格昂贵,难以满足车规要求,因此无论OEM还是雷达厂商,都将车用量产激光雷达的注意力放到了固态激光雷达之上。
因此在追求机械式旋转激光雷达的线束方面,镭神智能并没有盲从潮流,而是定在了48线的上限。
胡小波表示,自动驾驶使用的机械式激光雷达,48线已经可以满足要求,盲目跟风追求过高线束并无太大实际意义。虽然机械式激光雷达有其优劣特性,但他认为未来在固态雷达技术没有成熟之前,低线束激光雷达在限定场景下,还是有一定的市场。
全套自动驾驶解决方案
针对自动驾驶和ADAS,镭神智能提供了不同的解决方案。
镭神智能的ADAS方案,是基于单线激光雷达实时输出数据与视觉算法交互并行的运算方式,当车辆因驾驶员疏忽,疲劳等原因无意识偏离车道、离前车距离过近,侧方有车辆近距离超车时,系统能够自动发出警告,直至驾驶员纠正行驶方向或主动控制安全距离。具体应用包括车辆轮廓及车型检测、铁路线路异物入侵检测等。

镭神的自动驾驶方案,采用了多传感器融合的方式,除了激光雷达以外,还适配了单目相机、双目相机,以及毫米波雷达。
通过多传感器对周围的道路环境进行检测,可实现传感器功能的互补;通过数据融合算法处理提取出道路的车道线信息、障碍物属性以及障碍物运行状态信息,综合分析给出预警信息提醒驾驶员对车辆做出相应的控制,保证车辆安全行驶。
镭神针对自动驾驶的应用,包括单线激光雷达加摄像头的道路实测,基于多线激光雷达的道路环境重构、基于多传感器融合的行人检测、道路检测。
建厂扩能,普及激光雷达
激光雷达可以大幅提高测量精度,在构建高精地图,探测障碍物方面拥有不可替代的优势。但从2004年上车以来,激光雷达一直没有大规模普及应用,核心问题就是价格高昂。
放眼全球,急速攀升的市场需求量和超低的供应量严重制约了激光雷达的产业突破。
以美国激光雷达厂商Velodyne为例:自2016年开始扩建工厂并企望量产,但迄今为止鉴于激光雷达生产高度依赖手工装配,生产难度大,面对激光雷达需求市场的爆发性增长,Velodyne的缺货问题并没有得到缓解。
在公开市场上,线下渠道商甚至对其多线激光雷达的价格采取了加价销售策略。激光雷达量产能力成为了产业突破的最大瓶颈。
同时由于精密的复杂结构,激光雷达的量产实现难度大,国内外激光雷达企业很少选择自建产线而选择交由代工厂代工,造成了激光雷达量产良品率低下,成本高昂的局面。
而为了打破这一局面,镭神选择了自研自建自动化产线。选择自建产线的做法,是少有人走的路,因为自建产线意味着负担更多的成本。
但是胡小波认为激光雷达是硬件、软件、算法等综合性的产品。在制作的过程当中涉及很多诀窍,如果单纯交付给代工厂负责,相互之间的配合很困难。自建工厂在很大的程度上保证了量产良品率,同时把控生产成本,解决激光雷达产品价格高昂等问题。
镭神嘉善工厂的开业,将大大补充目前镭神多线激光雷达产能,解决全球多线激光雷达产能不足及价格高昂等问题。
目前,镭神位于深圳的3000平方米生产厂房内,TOF单线激光雷达产能达700台/天;三角法激光雷达则达1000台/天。产品已广泛应用于机器人自主导航、AGV防撞预警、无人驾驶、辅助驾驶、工业自动化、智能安防以及测绘等领域。
得益于高效的产能保证,三角法激光雷达以及TOF单线和16线激光雷达的成本下降,客户从而得以最优的性价比用上激光雷达,大大降低了采购成本。
激光雷达也有芯之痛
相较其他激光雷达厂家,镭神智能走在行业前端的背后除了资深的光学器件研发能力,还有强大的核“心”芯片开发能力。
目前,镭神是国内唯一一家自主研发出激光雷达集成电路芯片的企业。继镭神于2017年底实现了激光雷达接收端芯片的流片,此次518镭神嘉善工厂开业,胡小波还重磅发布了国内首创多线及固态激光雷达核心芯片。
这款ASIC封装芯片比指甲盖还小,镭神智能技术总监郭丰收表示,采用SIP系统级封装的芯片的处理能力最高支持160线的激光雷达产品。
此款芯片与传统激光雷达芯片最大的不同是集成了接收模拟信号处理的多种功能和配置控制,支持多种TOF激光雷达的设计应用。
此前,激光雷达的接收模拟信号处理大都采用多个分立元器件设计,镭神智能将高频高带宽模拟晶体管、多级增益可配置低噪声放大器、多路开关选择器和功率控制单元等集成到比指甲盖还小的芯片中,用单颗芯片就可以实现多线束激光雷达模拟接收处理,不仅极大的缩小激光雷达信号处理电路的体积,而且有效降低了模拟接收处理和整机的功耗。
据悉,国内激光雷达信号处理所需的集成电路等核心元器件目前主要依赖进口,这在一定程度上抬高了激光雷达的生产成本。
这款新的集成芯片批量供应以后,将把激光雷达的量产成本牢牢控制,仅用原先5%-10%的价格实现此前相同的功能。
国内芯片产业一直比较薄弱,各行各业都有所体现,尤其是在高科技领域。拥有自主知识产权的芯片,不仅可以保证供货量,同时成本也会得到大幅度降低。
镭神在激光雷达领域驰骋多年,对此深有体会,因此才下决心攻坚芯片难题,为未来车用激光雷达的大规模应用铺平道路。