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行业新闻

项目推广 | 德国初创企业的激光雷达传感器为自动驾驶增添助力

发布日期:2019-09-05    来源:技术交易平台

 上交会CSITF 

 

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自动驾驶时代即将到来,这是肯定的。然而,汽车自动驾驶的技术复杂且昂贵,其中最主要的是使车辆可以记录环境并实时更新周围环境的传感器,激光雷达传感器就在其中占据重要地位。

 

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无人驾驶技术的两大主流技术摄像机和激光雷达的对比

 

摄像机:以2D图像捕捉环境,但自动驾驶汽车需要3D信息才能安全地自主导航。为此,必须使用人工智能算法将记录的2D数据转换、即解释成3D信息。系统软件需要通过行驶几千公里来了解各种情况。但是如果车辆遇到未知情况,2D彩色图像可能被转换成错误的3D信息,就会出现危险情况。也就是说,信息解释的这个步骤非常有可能产生错误。优点是可以探测颜色。

 

——激光雷达传感器:利用激光脉冲的飞行时间测量距离,直接产生可靠的3D数据,能够实现真正的光速测绘车辆周边环境,无需解释。在灵活性、准确性和数据采集速度上非常适用于无人驾驶技术。但是不能探测颜色。对于自动驾驶汽车,其解决方案首先利用激光雷达为车辆周边环境建立拥有更多水平与垂直方向细节的高解析度3D模型,其次系统能够对捕获的数据进行快速实时分析,包括车辆周围物体的形状、位置、类别。这些细节将为车辆控制系统的预判机制提供有力支持。

 

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激光雷达技术早在20世纪60年代就已开发出来。然而,以前的技术要么非常昂贵,要么对于大规模生产来说太不精确。因为激光必须不断地扫描很宽的范围,需要有一个具有大量运动部件的相当大且机械复杂的系统,使激光器在不同的方向上辐射,可以覆盖非常宽的视野。因此整个系统尺寸庞大、成本高昂,一直有得到大规模应用。首款配备激光雷达传感器的车型是2018年推出的奥迪A8,安装在车头,使该车型达到L3级自动驾驶,可在高速公路上以高达每小时60公里的速度自动行驶。

 

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  位于德国慕尼黑的高科技初创企业Blickfeld为此开发了一种新颖的固态激光雷达传感器,采用微机电技术减小了整个系统的尺寸和重量,使原本非常复杂的激光雷达传感器变得小巧、高性能和可扩展,只有香烟盒大小,可以安装在前大灯或后视镜中,同时在探测距离、图像分辨率和视野方面非常先进。2019年,Blickfeld在汉诺威工博会上推出首款产品Blickfeld Cube,专为汽车领域的自动导航、高清制图和其他应用而设计。

 

 

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Blickfeld固态激光雷达传感器的特点

 

—性能强大:在旋转外环(Rotationalbearing)、微机电系统(MEMS)、光磁无线技术(Flash 激光雷达传感器)的基础上,Blickfeld的性能水平明显优于同类产品。以大约每秒二十次的频率扫描周围环境,生成准确的实时信息,并在详细的3D点云中显示,也就是建立深度图像(距离图像),由此可以高精度地检测诸如距离和尺寸等空间信息,使自动驾驶汽车可以实现自身定向。拥有更大的扫描角度(120° x 30°),能够有效过滤背景干扰与串扰,也能够实现真正的3D扫描。

 

—精度高:Blickfeld的作用距离为200米,水平与垂直方向的扫描精度可达0.1度,测量帧频为10100Hz, 数据率超过1Mpoints/sec

 

—坚固耐用:Blickfeld的设计坚固,可以应用于任何场景,无论是颠簸的路面,极端高温和寒冷,以及雨雾等。

 

—成本低廉、易于规模量产:Blickfeld专有的硅基元件采用高度自动化的方式制造,使其固态激光雷达能够实现大规模批量生产。同时,其它非关键的部分使用了市面上常见的、价格低廉的零部件,由此大大降低了成本,使其不再是一种小众技术,而是适用于大众市场。

 

—可定制化:Blickfeld技术可以适应各种不同的扫描要求,无论是高速行驶的远距离探测传感器,城市场景的中距离传感器,还是停车位检测的宽视场应用。Blickfeld的激光雷达传感器系列产品可满足自动驾驶汽车、ADAS(高级驾驶辅助系统)、机器人、智慧城市、安防和工业检测等广泛的应用需求。

 

 

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Blickfeld固态激光雷达传感器的核心技术

 

硬件:采用微机电技术和硅材料制造的光束偏转单元使激光受控地偏转,没有机械部件,没有轴承、机轴、电机,也就没有什么可以损坏,因此整个装置免维护、无磨损,并能够实现高范围、高分辨率和大视野的扫描。

 

软件:激光雷达传感器探测的3D点云具有丰富的数据信息,但提供解决方案需要精简的环境信息。Blickfeld开发了一套基于人工智能的软件,它可以根据一个或多个激光雷达传感器收集的数据实现环境感知,每秒可以产生大约100万个数据点。为了抽象的环境感知而编排和评估所获取的3D信息。在汽车上可能的应用场景包括从列队行驶到L4级自动驾驶。并提供高阶数据。

 

Blickfeld利用激光雷达技术使卡车危险的盲区变得安全

 

去年德国有382名骑自行车者死于交通事故。尤其是卡车造成骑车者死亡的交通事故非常多,其中又有大约三分之一是在卡车转弯时发生的。根据统计,在这些事故中,骑自行车者负主要责任的只有大约20%。为此,联邦运输和数字基础设施部(BMVI)设立了一项启动资金,招标解决方案。Blickfeld利用激光雷达传感器进行盲区检测的卡车转弯辅助装置最终中标。

 

 

 

目前车辆探测周边环境的技术有超声波、雷达和基于摄像头的系统。

 

  雷达和超声波:达不到必要的分辨率,例如无法可靠地区分骑自行车者。尤其是很难分辨与车辆平行方向的骑车者,会产生许多误报。

  摄像头:无法测量距离,必须用计算机以相应的算法解释数据,这反过来又容易出错。

  激光雷达传感器:分辨率高,探测范围大,非常适合这种应用场景。

 

 

 

目前Blickfeld公司正在评估这种应用场景并制作原型,目标是研制出可以加装到现有卡车上的转弯辅助装置,但到产品成熟还需要时间。

 

应用领域

 

所有使用无人技术的行业,包括汽车、无人机、机器人、物流等。例如将来机器人需要高度自动化工厂中独立运行,因此需要敏感的环境传感器。在物流和库存管理方面,这种传感器可提供准确可靠的3D数据,例如检测和跟踪货物并优化供应链。

 

 

企业简介

行业:汽车,工业4.0

总部所在地:慕尼黑

成立年份:2017

创始人:Mathias Müller(光学),FlorianPetit(机器人),RolfWojtech(计算机)

员工:近100

注册专利:30多项。

经营理念:研制和生产自动驾驶飞机和汽车所使用的激光雷达传感器系统。

内部技术部门:光学、电子、软件和微机电系统(MEMS

融资情况:20177月,该公司完成了由Fluxunit领投的425万美元种子轮融资,20189月,Blickfeld宣布将其种子轮融资提高到了1000万美元。包括OSRAM(欧司朗)旗下投资公司在内的所有现有投资方都加入了本轮投资。这些大名鼎鼎的投资机构验证了市场对Blickfeld技术的认可。

获奖:20194月,在德国经济和能源部主持的德国创新奖荣获“初创企业”类别头等奖

最新发展:今年开始与日本最大的车灯生产企业小系(Koito)株式会社合作,研发集成在汽车前大灯中的激光雷达传感器,使汽车能够实时地进行3D制图和物体识别、分类和跟踪,同时外观设计不受影响,这是驾驶员辅助系统和自动驾驶功能发展的重要一步。

发展目标:从2023年起大规模生产。保有自己的品牌,不整体出售技术或公司。

 

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本文项目资料来源:岱合科技