LIDAR とは何ですか? LIDAR はどのように機能しますか?

　　1.ライダーとは何ですか?

さまざまな自動車会社が LIDAR を重視しているため、まず LIDAR とは何なのかを理解する必要があります。

LIDAR – ライダーはセンサーであり、「ロボットの目」として知られるこのセンサーは、レーザー、GPS 測位、慣性測定デバイスを統合した重要なセンサーです。距離の測定に必要な時間を返す方法は、電波の代わりにレーザーを使用する点を除けば、原理的にはレーダーと似ています。LiDARは、自動車が高度なインテリジェント運転支援機能を実現するための重要なハードウェア構成の1つであると言えます。

2. LIDAR はどのように機能しますか?

次に、LIDAR の仕組みについて説明します。

まず最初に、LIDAR は独立して動作するものではなく、通常、レーザー送信機、受信機、慣性測位およびナビゲーションの 3 つの主要モジュールで構成されていることを明確にする必要があります。LIDAR が動作すると、レーザー光が放射されます。物体に遭遇した後、レーザー光が屈折してCMOSセンサーで受光され、物体から障害物までの距離が測定されます。原理的な観点から言えば、光の速度と、発光からCMOSが認識されるまでの時間を知る必要がある限り、障害物の距離を測定することができます。リアルタイム GPS、慣性航法情報、レーザー レーダーの角度計算と組み合わせることで、システムは前方の物体の距離を取得できます。座標方位と距離の情報。

次に、ライダーが同じ空間内で設定された角度で複数のレーザーを放射できる場合、障害物に基づいて複数の反射信号を取得できます。時間範囲、レーザー走査角度、GPS 位置、INS 情報と組み合わせて、データ処理後、これらの情報は x、y、z 座標と結合され、距離情報、空間位置情報などを含む 3 次元信号になります。このアルゴリズムにより、システムは線、面、体積などのさまざまな関連パラメータを取得し、それによって 3 次元点群マップを確立し、車の「目」となる環境マップを描画できます。

3. ライダー産業チェーン

1) 送信機チップ: 905nm EELチップ Osramの優位性を変えるのは難しいが、VCSELが多接合プロセスを通じてパワーショートボードを満たした後、その低コストと低い温度ドリフト特性により、徐々に国産チップChangguangのEELの置き換えが実現するだろうHuaxin 、 Zonghui Xinguang は開発の機会をもたらしました。

2) 受信機：905nmルートでは検出距離を伸ばす必要があるため、SiPMやSPADが大きなトレンドになることが予想されます。1550nmでは引き続きAPDが使用され、関連製品の敷居は比較的高い。現在は主にソニー、ハママツ、オン・セミコンダクターが独占している。1550nmコアのCitrixと905nmのNanjing Core VisionとLingming Photonicsが突破の先頭に立つと予想されている。

3) 校正終了: 半導体レーザーの共振器キャビティは小さく、スポット品質は劣ります。LIDAR 規格を満たすには、光学キャリブレーションのために速軸と遅軸を調整する必要があり、線光源ソリューションを均質化する必要があります。LIDAR 1 台の価値は数百元です。

4) TEC: Osram が EEL の温度ドリフトを解決したため、VCSEL は当然低温度ドリフト特性を備えているため、LIDAR は TEC を必要としなくなりました。

5) スキャン終了: 回転ミラーの主な障壁はタイミング制御であり、MEMS プロセスは比較的困難です。西京テクノロジーは初めて大量生産を実現しました。

4.国産品代替下の星の海

LIDAR の現地化は、西側諸国の行き詰まりを防ぐために国内での代替と技術の独立性を達成するだけでなく、コストを削減することも重要な要素です。

価格の手頃さは避けられないテーマですが、LiDAR の価格は決して安くはなく、1 台の LiDAR デバイスを車に取り付けるコストは約 10,000 ドルです。

LIDAR の高コストは常にその影として残り、特により高度な LIDAR ソリューションの場合、最大の制約は主にコストです。ライダーは業界では高価な技術とみなされており、テスラはライダーを批判するのは高価であると率直に述べた。

LiDAR メーカーは常にコスト削減に努めており、テクノロジーの進化に伴い、その理想が徐々に現実になりつつあります。第 2 世代のインテリジェント ズーム ライダーは、優れた性能を備えているだけでなく、第 1 世代に比べてコストが 3 分の 2 に削減され、サイズも小型化されています。業界の予測によると、2025 年までに、海外の先進的な LIDAR システムの平均価格はそれぞれ約 700 ドルに達する可能性があります。

LIDAR 業界の現在の発展傾向は、技術レベルが日に日に成熟しており、ローカリゼーションが徐々に近づいていることです。LiDAR のローカリゼーションはいくつかの段階を経ました。まず、外資系企業が独占していました。その後、国内企業が参入して比重を高めた。現在、その優位性は徐々に国内企業に近づきつつある。

近年、自動運転の波が押し寄せ、地元のライダーメーカーも徐々に市場に参入している。国内の産業用ライダー製品は徐々に普及してきています。国内のスマート電気自動車では、地場ライダー企業が続々と登場している。

情報によると、DJIやHuaweiなどの電子ハードウェア大手、伝統的な自動車部品大手だけでなく、Sagitar Juchuang、Hesai Technology、Beike Tianhui、Leishen Intelligenceなどの国内レーダー企業が20〜30社あるはずです。 。

現時点では、Hesai、DJI、Sagitar Juchuang などの中国メーカーが発売した LIDAR 製品の価格優位性は明らかであり、この分野で米国などの先進国の主導的地位を打ち破っています。Focuslight Technology、Han's Laser、Guangku Technology、Luowei Technology、Hesai Technology、Zhongji Innolight、Kongwei Laser、Juxing Technology などの企業もあります。プロセスと製造の経験が LIDAR の革新を推進します。

現在、同社は 2 つの流派に分かれており、1 つは機械式 LIDAR を開発しており、もう 1 つは直接ロックするソリッドステート LIDAR 製品を開発しています。高速自動運転の分野では、Hesai は比較的高い市場シェアを持っています。低速自動運転分野では、Sagitar Juchuang が主要メーカーです。

産業チェーン全体の上流と下流の観点から見ると、我が国は多くの強力な企業を育成し、基本的に完全な産業チェーンを形成しています。長年にわたる粘り強い投資と経験の蓄積を経て、国内のレーダー会社はそれぞれの市場分野で徹底した努力を重ね、花が咲く市場パターンを見せています。

大量生産は成熟度を示す重要な指標です。量産化に伴い、価格も大幅に下落している。DJIは2020年8月に車載用自動運転ライダーの量産・供給を達成し、価格が千元台に下がったと発表した。;そしてファーウェイは、2016年にライダー技術の事前研究を実施し、2017年にプロトタイプの検証を行い、2020年に量産を達成する予定だ。

輸入レーダーと比較して、国内企業は供給の適時性、機能のカスタマイズ、サービス連携、チャネルの合理性の点で有利です。

輸入ライダーの調達コストは比較的高い。したがって、国産 LIDAR の低コストが市場を占有する鍵であり、国産 LIDAR の代替の重要な推進力となります。もちろん、コスト削減スペースや量産の成熟度など、多くの現実的な問題が中国にはまだ残っている。企業は依然として多くの課題に直面しなければなりません。

ライダー業界は誕生以来、高い技術レベルという優れた特性を示してきました。近年注目度の高い新興技術であるライダー技術ですが、実は大きな技術障壁があります。テクノロジーは、市場に参入したい企業にとっての課題であるだけでなく、その市場に長年参入している企業にとっても課題です。

現在、国産代替については、ライダーチップ、特に信号処理に必要な部品が主に輸入に依存しているため、国産ライダーの生産コストがある程度上昇している。スタックネックプロジェクトはこの問題に全力で取り組んでいます。

国内レーダー企業は、自社の技術的要素に加え、技術の研究開発体制、安定したサプライチェーン、量産能力、特にアフターサービスの品質保証能力などの総合力を養う必要がある。

「中国製造2025」を契機に、国内メーカーは近年追い上げを見せ、多くの躍進を遂げている。現在、ローカリゼーションは機会と課題が特に明確な時期にあり、LIDAR インポート代替の基礎段階にあります。

第四に、上陸申請は最後の言葉です

LIDAR 応用は上昇期の到来を告げたと言っても過言ではなく、主な事業は産業オートメーションの 4 つの主要市場から来ています。、インテリジェントインフラ、ロボット、自動車。

自動運転の分野では勢いがあり、自動車用ライダー市場は高度な自動運転の普及の恩恵を受け、急速な成長を維持すると予想されます。多くの自動車会社が LIDAR ソリューションを採用し、L3 および L4 自動運転への第一歩を踏み出しました。

2022 年が L2 から L3/L4 への移行期間になりつつあります。LiDARは自動運転技術の中核となるキーセンサーとして、近年関連分野でその重要性を増しています。2023 年から、車両ライダー追跡は継続的な急成長期に入ることが予想されます。

証券調査レポートによると、2022年には中国の乗用車用ライダー設置台数は8万台を超えるという。我が国の乗用車分野のライダー市場規模は2025年に261億元、2030年までに980億元に達すると予想されている。車両用ライダーは爆発的な需要期に入っており、市場の見通しは非常に広いです。

近年、無人化がトレンドになっていますが、無人化は知恵の目であるナビゲーションシステムと切っても切れない関係にあります。レーザーナビゲーションは技術と製品の開発において比較的成熟しており、正確な測距機能を備えており、ほとんどの環境、特に暗い夜で安定して動作できます。正確な検出を維持することもできます。現在、最も安定した主流の測位およびナビゲーション方法です。つまり、アプリケーションの観点から見ると、レーザーナビゲーションの原理はシンプルであり、技術は成熟しています。

無人であるため、建設、鉱業、リスク除去、サービス、農業、宇宙探査、軍事用途の分野に浸透しています。この環境では、LiDAR が一般的なナビゲーション方法になりました。

2019 年以降、国内のレーダーは、単なるワークショップでのプロトタイプのテストではなく、顧客の実際のプロジェクトに適用されることが増えています。2019年は国内LiDAR企業にとって重要な転機となる。市場アプリケーションは徐々に実際のプロジェクトケースに入り、より幅広いアプリケーションシナリオと範囲を拡大し、多様な市場を求め、企業にとって一般的な選択肢になりました。。

LIDAR の応用は、無人運転産業やサービス ロボットなど、徐々に普及しています。産業、車両のインターネット産業、インテリジェント交通機関、スマートシティ。LIDAR とドローンを組み合わせれば、海洋、氷床、森林の地図を描くこともできます。

スマート物流の最大の特徴は無人化です。スマート物流の輸送と流通では、移動物流ロボットや無人特急車両など、多数の無人技術が適用され、その主要なコアコンポーネントはライダーです。

スマート物流の分野においても、LIDARの適用範囲は日々拡大しています。取り扱いから倉庫保管、物流に至るまで、LiDAR は完全にカバーされ、スマート港、スマート交通、スマート セキュリティ、スマート サービス、都市のスマート ガバナンスまで拡張できます。

港などの物流シナリオでは、LiDAR により貨物の捕捉の正確性が確保され、人員の作業の困難さが軽減されます。交通の面では、LIDAR は高速料金所の検出を支援し、通過する車両が要件を満たしていることを確認できます。セキュリティの面では、LIDAR はさまざまなセキュリティ監視機器の目となることができます。

工業製造の分野では、LIDAR の価値が常に強調されています。生産ラインでは、材料監視の役割を解放し、自動運転を確保できます。

Lidar (Light Detection and Ranging) は光学式リモート センシング技術であり、写真測量などの従来の測量技術に代わるコスト効率の高い代替手段としてますます注目を集めています。近年、ライダーとドローンは合体拳の形でさまざまな応用分野に登場し、1+1>2の効果を生み出すことが多くなっています。

LIDAR の技術的ルートは常に改善されています。すべてのさまざまなアプリケーションのニーズを満たすことができる一般的な LIDAR アーキテクチャは存在しません。多くの異なるアプリケーションには、異なるフォームファクター、視野、距離解像度、消費電力、およびコストがあります。必要とする。

LiDAR には利点がありますが、その利点を最大限に活用するには技術サポートが必要です。インテリジェント ズーム ライダーは 3 次元ステレオ画像を構築でき、視線の逆光や不規則な物体の識別の難しさなどの極端なシナリオを完全に解決します。テクノロジーの発展に伴い、ライダーは予想外の多くの応用分野で活躍し、私たちにさらなる驚きをもたらしてくれることでしょう。

コストが最優先される今日の時代において、高価なレーダーが主流の市場で選ばれることはありませんでした。特にL3自動運転の応用においては、外国製レーダーの高コストが依然として実現の最大の障害となっている。国産レーダーの輸入代替を実現することが急務である。

Lidar は常に、新興テクノロジーの開発と応用を代表する存在でした。技術が成熟しているかどうかは、その応用や量産化の推進に関係します。成熟したテクノロジーは利用可能であるだけでなく、経済的コストに見合ったものであり、さまざまなシナリオに適応し、十分な安全性を備えています。

数年間の技術蓄積を経て、新しい LIDAR 製品が継続的に発売され、技術の進歩に伴い、その用途はますます広がっています。応用シナリオも増えており、一部の製品はヨーロッパや米国の主要市場に輸出されています。

もちろん、LiDAR 企業は次のリスクにも直面しています。需要の不確実性、採用企業が量産規模を拡大するための長い立ち上げ時間、および LIDAR がサプライヤーとして実際の収益を生み出すまでの長い時間です。

ライダー分野で長年蓄積してきた国内企業は、それぞれの市場セグメントに深く取り組むことになるが、より多くの市場シェアを獲得するには、自社の技術蓄積を組み合わせ、コア技術を深掘りし、開発・改良する必要がある。製品。品質と安定性は一生懸命努力します。