激光雷達(dá)的種類及未來發(fā)展趨勢分析

二維激光雷達(dá)在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用空間。目前激光雷已經(jīng)開始應(yīng)用于物流機(jī)器人、商用清潔機(jī)器人、送餐機(jī)器人等移動機(jī)器人領(lǐng)域，尤其近兩年來新興的商用清潔機(jī)器人，激光雷達(dá)已經(jīng)成為標(biāo)配。

激光雷達(dá)種類

激光雷達(dá)是一種通過探測遠(yuǎn)距離目標(biāo)的散射光特性來獲取目標(biāo)相關(guān)信息的光學(xué)遙感技術(shù)。激光雷達(dá)分辨率遠(yuǎn)高于攝像頭、超聲波雷達(dá)等傳感器，被廣泛應(yīng)用于測繪、機(jī)器人、無人駕駛等領(lǐng)域。

按照激光雷達(dá)的掃描維度，激光雷達(dá)可分為一維激光雷達(dá)、二維激光雷達(dá)和三維激光雷達(dá)。

一維激光雷達(dá)主要用于距離測量，主要廠家如博世、徠卡等;二維激光雷達(dá)主要用于輪廓測量、定位和區(qū)域監(jiān)控，主要廠家有日本Hokuyo、德國SICK、德國IBEO等;三維激光雷達(dá)則可用于三維動態(tài)建模，主要應(yīng)用于移動機(jī)器人、無人駕駛等領(lǐng)域。

二維激光雷達(dá)在服務(wù)機(jī)器人市場應(yīng)用前景廣闊

二維激光雷達(dá)在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用空間。目前激光雷已經(jīng)開始應(yīng)用于物流機(jī)器人、商用清潔機(jī)器人、送餐機(jī)器人等移動機(jī)器人領(lǐng)域，尤其近兩年來新興的商用清潔機(jī)器人，激光雷達(dá)已經(jīng)成為標(biāo)配。

但在家用掃地機(jī)器人市場，激光雷達(dá)滲透率則較低，其主要制約因素為成本。目前市場上絕大部分掃地機(jī)器人使用的傳感器為視覺攝像頭及超聲波傳感器，其傳感器成本僅需幾元，僅有極少部分高端掃地機(jī)器人會使用到激光雷達(dá)，所使用的二維激光雷達(dá)的價格在幾百到幾千不等。

相對于超聲波傳感器和視覺攝像頭，激光雷達(dá)的測距精度更高，不存在累計誤差，構(gòu)建的地圖可以直接用于路徑規(guī)劃，且不受環(huán)境光影響。因此，激光雷達(dá)才更適合做掃地機(jī)器人的“眼睛”。

早在2009年，激光雷達(dá)就開始被嘗試應(yīng)用于掃地機(jī)器人領(lǐng)域

Neato成立于2005年，是一家位于美國加州硅谷的機(jī)器人研發(fā)、制造公司。2009年，Neato發(fā)布了一款成本極低的激光雷達(dá)，利用激光發(fā)射器與接收器之間的三角測距方法測得與障礙物之間的距離，激光測距傳感器安裝在電機(jī)上，通過旋轉(zhuǎn)測得一圈360°范圍內(nèi)的距離，并基于此繪制室內(nèi)地圖，以30美金的超低價格在機(jī)器人圈中引起不小的轟動。

經(jīng)過多年的改進(jìn)，旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)方案已經(jīng)成為Neato掃地機(jī)器人的重要特征。不過這種激光探頭的最大缺點就是壽命短。雖然業(yè)界皆給予Neato高評價，但是由于激光探頭的缺點，而且產(chǎn)品價格昂貴，所以Neato掃地機(jī)器人一直沒能得以普及。

科沃斯2015年上市的地寶9系也采用了LDS激光雷達(dá)技術(shù)，可以精確構(gòu)建地圖，實現(xiàn)智能化清潔。

2019年，石頭科技推出一款全新掃地機(jī)器人P5，P5搭載了Lidarvision技術(shù)激光雷達(dá)，能夠360°全局巡航掃描，并對家中環(huán)境進(jìn)行高精度測距與建圖。

目前，在激光導(dǎo)航類掃地機(jī)器人市場，石頭科技占據(jù)大部分市場份額。

除了國外企業(yè)日本Hokuyo、德國SICK外，目前國內(nèi)廠商如鐳神智能、思嵐科技、探維、星秒等陸續(xù)加入了2D激光雷達(dá)研發(fā)隊伍，其產(chǎn)品在成本上具有大優(yōu)勢。

低成本、小型化推動激光雷達(dá)在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用

固態(tài)化、小型化、低成本是激光雷達(dá)的主要未來發(fā)展趨勢。目前，市場上的2D激光雷達(dá)主要為單線程激光雷達(dá)，主要應(yīng)用于服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，但價格仍普遍在幾百元以上。激光雷達(dá)的固態(tài)化則能有效降低成本，同時縮小激光雷達(dá)體積。目前，固態(tài)激光雷達(dá)由于存在掃描角度有限、加工難度高、旁瓣問題、信噪比差等問題，短時間內(nèi)難以應(yīng)用推廣。未來隨著固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)進(jìn)步，激光雷達(dá)在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域市場應(yīng)用有望加速。
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