当前,高端面阵dToF(直接飞行时间)激光雷达产品随着新能源汽车等行业的发展而不断落地,日趋成熟,极大推动了高阶智能驾驶的普及,为消费者带来了全新的体验。同时,
在消费电子、机器人、物联网等众多领域,对3D传感产品的需求也日益广泛,以3D结构光和iToF(间接飞行时间)技术为代表的产品,实现了3D人脸识别、避障、导航、3D建模、3D测量等众多功能,大大促进了视觉领域的变革。然而在消费电子领域,当前只有苹果公司在iPad/iPhone系列产品上实现了量产面阵3D dToF激光雷达产品,国内厂商安思疆科技虽在2020年发布了第1代同类产品,但并未实现量产,究其原因,一方面dToF技术比3D结构光技术更加复杂,涉及的知识领域更多,耦合性也更强,综合壁垒非常高;另一方面,在有限的尺寸、成本、功耗等限制因素下,无疑难度更高。
产品实物图,具备标准产品化外形与接口
据悉,经过近3年的持续研发投入,近日安思疆发布并量产了全新一代消费级、全固态面阵3D dToF激光雷达产品:NUWA-Lidar120和PURPLE-Mix120。该类产品基于大面阵SPAD传感器,采用了创新的光学系统、超高速硬件电路、结构和散热设计,搭载安思疆专为dToF点云开发的处理算法和应用SDK,实现了精巧而全面的感知与测量,并且带来巨大的功能创新,技术的创新有效中和了功能增加带来的成本上升,达到极高的性价比。产品也将导航与避障功能合二为一,不仅可以实时输出用于导航定位的3D点云(导航定位帧),最高可达16线,距离可达10米;同时还能输出大分辨率、大视野,用于近距避障的高质量3D点云(避障识别帧),视场角FOV高达H120°x V50°。
该类产品将重点针对机器人应用领域,有效解决导航、避障功能模块分离造成的机器人整机产品形态设计困难、传感模块多而成本高的问题。此外,传统的LDS、单点/多点dToF线扫导航模块都需要采用机械式或半固态的设计,可靠性易受影响,而Nuwa-Lidar120和PurpleMix120都采用了全固态的方案,产品内部没有任何的机械振动和微机械振动,是针对产品可靠性和寿命优化最理想的方案之一。
产品性能及规格
消费级3D dToF激光雷达产品的技术壁垒很高,需要在有限的空间要求、成本要求和功耗要求之下实现可靠稳定的良好性能表现,这需要具备强大的产品综合系统设计能力,横跨了光学、三维视觉算法、结构堆叠、高速模拟电路、数字电路、高精制造等众多技术领域,且必须对系统中的众多核心元器件有全面深入的掌握。
已实现量产供货
实拍场景与3D点云,可以看到dToF不仅在综合场景中表现优秀,对小物体,细线甚至透明物体等极端场景都有非常好的表现,并且相对于其他ToF技术,dToF在飞点(前后物体边界难以区分造成的)的表现上有天然优势。
安思疆科技从2019年开始研发面阵dToF激光雷达,2020年紧跟苹果发布了第一代产品PURPLE-Li20,至今已经在该领域持续投入沉淀了3年多。本次发布的NUWA-Lidar120和PURPLE-Mix120产品系统方案设计基于自研的Simulight 2.0系统仿真平台,确保了一次开发成功。此外,产品中用到的核心器件均为深度定制设计与开发,实现了严格耦合,综合效果达到最优,尤其是供应链也完成了全面的国产化并实现量产,这也意味着安思疆成为国内第1家实现消费级面阵3D dToF激光雷达量产的公司。并可提供Windows, Linux, Android以及ROS等四大操作系统的标准应用SDK,极大方便用户开发。
安思疆CEO李安表示,dToF虽然技术壁垒高,但相对于iToF等其他技术而言,dToF几乎没有理论死角,而随着工艺工程水平的不断提升和SPAD等核心器件供应链的成熟,产业界之前的主要制约因素(核心元器件的工艺制造)已逐步消弭。安思疆将继续加大在dToF技术领域的投入,坚持全固态激光雷达路线,后续还将推出工业、AR/VR和车载等领域的产品,不断创新,为客户和行业持续创造价值。
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