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激光雷达的种类及未来发展趋势分析
发布时间:2020-08-03 来源:中国机器人网 作者:中国机器人网 浏览次数:5501次

  二维激光雷达在服务机器人领域具有广阔应用空间。目前激光雷已经开始应用于物流机器人、商用清洁机器人、送餐机器人等移动机器人领域,尤其近两年来新兴的商用清洁机器人,激光雷达已经成为标配。
  激光雷达种类
  激光雷达是一种通过探测远距离目标的散射光特性来获取目标相关信息的光学遥感技术。激光雷达分辨率远高于摄像头、超声波雷达等传感器,被广泛应用于测绘、机器人、无人驾驶等领域。
  按照激光雷达的扫描维度,激光雷达可分为一维激光雷达、二维激光雷达和三维激光雷达。
  一维激光雷达主要用于距离测量,主要厂家如博世、徕卡等;二维激光雷达主要用于轮廓测量、定位和区域监控,主要厂家有日本Hokuyo、德国SICK、德国IBEO等;三维激光雷达则可用于三维动态建模,主要应用于移动机器人、无人驾驶等领域。
  二维激光雷达在服务机器人市场应用前景广阔
  二维激光雷达在服务机器人领域具有广阔应用空间。目前激光雷已经开始应用于物流机器人、商用清洁机器人、送餐机器人等移动机器人领域,尤其近两年来新兴的商用清洁机器人,激光雷达已经成为标配。
  但在家用扫地机器人市场,激光雷达渗透率则较低,其主要制约因素为成本。目前市场上绝大部分扫地机器人使用的传感器为视觉摄像头及超声波传感器,其传感器成本仅需几元,仅有极少部分高端扫地机器人会使用到激光雷达,所使用的二维激光雷达的价格在几百到几千不等。
  相对于超声波传感器和视觉摄像头,激光雷达的测距精度更高,不存在累计误差,构建的地图可以直接用于路径规划,且不受环境光影响。因此,激光雷达才更适合做扫地机器人的“眼睛”。
  早在2009年,激光雷达就开始被尝试应用于扫地机器人领域
  Neato成立于2005年,是一家位于美国加州硅谷的机器人研发、制造公司。2009年,Neato发布了一款成本极低的激光雷达,利用激光发射器与接收器之间的三角测距方法测得与障碍物之间的距离,激光测距传感器安装在电机上,通过旋转测得一圈360范围内的距离,并基于此绘制室内地图,以30美金的超低价格在机器人圈中引起不小的轰动。
  经过多年的改进,旋转激光雷达方案已经成为Neato扫地机器人的重要特征。不过这种激光探头的最大缺点就是寿命短。虽然业界皆给予Neato高评价,但是由于激光探头的缺点,而且产品价格昂贵,所以Neato扫地机器人一直没能得以普及。
  科沃斯2015年上市的地宝9系也采用了LDS激光雷达技术,可以精确构建地图,实现智能化清洁。
  2019年,石头科技推出一款全新扫地机器人P5,P5搭载了Lidarvision技术激光雷达,能够360全局巡航扫描,并对家中环境进行高精度测距与建图。
  目前,在激光导航类扫地机器人市场,石头科技占据大部分市场份额。
  除了国外企业日本Hokuyo、德国SICK外,目前国内厂商如镭神智能、思岚科技、探维、星秒等陆续加入了2D激光雷达研发队伍,其产品在成本上具有大优势。
  低成本、小型化推动激光雷达在服务机器人领域应用
  固态化、小型化、低成本是激光雷达的主要未来发展趋势。目前,市场上的2D激光雷达主要为单线程激光雷达,主要应用于服务机器人领域,但价格仍普遍在几百元以上。激光雷达的固态化则能有效降低成本,同时缩小激光雷达体积。目前,固态激光雷达由于存在扫描角度有限、加工难度高、旁瓣问题、信噪比差等问题,短时间内难以应用推广。未来随着固态激光雷达技术进步,激光雷达在服务机器人领域市场应用有望加速。

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