「连载」行业报告 | 2021激光雷达产业发展观察报告(第二期)

第二期:激光雷达产业竞争格局与激光雷达系统集成

一、激光雷达产业竞争格局

1. 区域集中:北京、深圳及长三角

从我国激光雷达产业链企业区域分布来看,激光雷达产业企业主要分布在北京地区,其次是在浙江、江苏、上海等长三角主要地区,以及以深圳为中心的珠三角地区;中部地区,如陕西、湖北等省份虽然有企业分布,但是数量较少。从整体销售布局来看,国内多数厂商在境内、境外均有布局,产品销售范围较广。

2. 发展趋势:固态量产、丰富场景、百花齐放

机载激光雷达的最大作用是3D点云的处理和成果交付。近年无人机的轻量级传感器以及无人机的自主性也得到了发展,在基于云的处理和存储自动化方面也取得长足的进步,从而大大缩短了成果交付时间。随着客户对LiDAR相关知识的提高,人们正在考虑获取尽可能多的数据细节,以求更有价值的服务。

技术路线方面,由机械向固态混合、固态发展。不管是国外还是国内的产商,当前的技术重点都放在成本低、可量产的固体激光雷达上。短期内,MEMS雷达技术相对成熟,成本可控,最有希望得到广泛应用。中长期看,OPA、FLASH、FMCW方案技术上更为先进,未来产业化进程决定于技术成熟度与量产能力。

应用层方面,应用场景逐渐丰富,从最初用于测绘和军事,逐渐发展到VR/AR、智慧交通、3D打印、自动驾驶、机器人等,特别是L3级别以上的自动驾驶,激光雷达是必备的传感器。

综合来看,激光雷达领域的国外厂商布局较早,已经掌握了比较成熟的技术,且于2020年开始加快上市进程,另一方面国内厂商也紧追不舍,整个市场呈百花齐放格局,产品的精度和价格占据优势,且仍有初创公司不断加入,未来国内市场的竞争将会更加激烈。

值得一提的是,激光雷达产业链上游的部分核心元件仍被国外垄断,如FPGA、模拟芯片等,但是国产供应链厂商也在迅速发展,在产品的定制化和集成化上有较大的灵活性,价格也有一定优势。

二、激光雷达系统集成

随着三维扫描技术的快速发展,3D传感器也越来越多且价格实惠,自动驾驶汽车、无人机、机器狗等多种平台搭载的扫描系统如激光雷达、毫米波雷达、红外传感器、相机等各种类型的传感器争先亮相。可见,随着业务的细化和深入,传统的激光雷达集成方式正被慢慢地革新,目前已经呈现出“多源融合、多平台结合、芯片化、智能化、算法化”的迹象。

多源遥感数据融合始终是一个经久不衰的命题。借助于不同传感器自身的优势与特性,将各种传感器采集的数据有机整合,往往能起到“1+1>2”的作用,能更加真实、精确地孪生出世界的“经纬脉络”。数字绿土在多源遥感数据融合领域积累多年,通过核心技术自研完成点云和DOM、多光谱、高光谱等数据源的融合,实现了“把山河国土,幻化为锦绣丹青”的科技浪漫。

自数字绿土推出LiAir 机载激光雷达系统以来,产品经过多年迭代优化,越来越轻巧智能,整机表现也愈发稳定流畅。

2021年数字绿土重磅推出的LiAir X轻小型智能化无人机激光雷达系统,系统集成了激光雷达传感器、惯性导航系统,机载运算存储控制单元、数码相机,整机仅重1.1kg。LiAir X 专门针对电力线主、配网的智能巡检作业开发,可智能化自主跟线飞行,无需提前规划航线,解决配网巡检缺少基础数据的难题,极大提高培训巡检效率,助力数字电网应用不断向前迈进。

多平台数据融合也是激光雷达技术的一个着力点。鉴于激光雷达的高频短波特性,其优势在于聚焦,故不可绕开障碍物,其不可避免地会有一定的视野盲区。再加上不同行业应用当中大多需要的数据视角和尺度不同。因此,多平台激光雷达的发展以及多平台数据之间的结合,也是不可忽视的开拓方向。继车载平台、无人机平台、移动架站式平台外,背负式、手持式激光雷达系统也正逐步占据市场份额,广泛应用于各行各业。

常见的地面移动平台是使用即时定位和地图绘制(SLAM)技术的手持式/背包式短距离激光雷达。SLAM技术使激光雷达系统能够实现无GNSS的空间的精准位置感知。随着SLAM算法的改进,手持式激光雷达日渐成为炙手可热的轻小型地面激光雷达设备,地面移动式激光雷达系统凭借多功能性、易用性和移动速度的宽容性,它们在数据采集、处理和交付时间的速度方面表现出明显优势。数字绿土将自研SLAM算法深度根植于地面移动式设备中,不断优化整机运算处理效率,打破构图算法逻辑与数据运算处理之间的壁垒,提升用户体验。

将SLAM技术与自主性较强的无人机相结合,可为采矿和复杂的封闭场所提供强大的室内制图解决方案。使用无人机避障功能,使无人机能够超视距飞行,并且激光雷达数据会实时回传给操作员。在未来几年中,预计将有更多基于SLAM的手持式激光雷达系统进入市场,也请大家期待数字绿土为行业献上的又一个惊喜。