撰文 | 张浩程
如果把AMR比喻成人,那么它的“眼睛会是什么?针对这一问题,市场上有很多种看法,第一种是激光雷达,第二种是视觉传感器,其中以激光雷达作为“眼睛是目前的主流方案。
激光雷达是什么?
激光雷达(LiDAR,Light Detection and Ranging),通常由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成,其以激光束为信息载体,向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。
以工业AMR为例,搭载激光雷达的移动机器人可以完成避障、导航、定位、测量测绘等功能。
实际上,无论应用于哪个场景,激光雷达作为“眼睛的本质都是通过激光不断的扫射,获取周围物体距离信息,构建一个平面图形。移动机器人在初次运行时,会先记录场景中的平面地形,然后在实时运行中,通过不断发射激光,确定场景地形中出现的变量,比如人和物的移动,达到导航和避障的目标。
但针对不同的应用场景,移动机器人所需要的激光雷达性能和数目会存在差异。在避障功能上,传统的磁导航AGV常需要搭载2个激光雷达来实现避障,而无人叉车产品,其自重更大,同时拥有更高的安全性要求,因而常搭载3个避障雷达,AMR则常搭载1-2个呈对角分布的避障雷达。
而在导航上,其对激光雷达的稳定性、兼容性要求进一步提高,以无人叉车产品为例,其常同时使用单线激光雷达与多线激光雷达,以保证精确度、稳定性。
国产VS 外资,差距点在哪?
纵使应用场景广泛、市场一片“蓝海,但激光雷达却还是外企的高地,国产激光雷达厂商入局速度缓慢,这又导致导致移动机器人的价格居高不下,难以批量落地应用。
高工移动机器人对多家移动机器人厂商进行了调研,调研结果显示,由于稳定性、兼容性等问题,目前AMR产品上搭载的多为SICK、北阳、倍加福等外资厂商的激光雷达产品,国产激光雷达在AMR上的应用较少。
那么国产激光雷达厂商和外资激光雷达厂商的差距点在哪?
从技术来看,高工移动机器人在对话了多位行业人士后发现,国产激光雷达产品与外资品牌的技术差异主要是在于产品的兼容性、稳定性。
迦智科技CEO陈首先指出:“国产激光雷达产品与外资品牌产品在性能上差距还是比较明显,无论是在兼容性、稳定性、可靠性上都存在些许不足。但有部分国产激光雷达厂商,其性能(实验室测试)已可达到移动机器人±5mm的重复定位精度要求。“
优艾智合CEO张朝辉分析:“目前国产激光雷达的某些产品单从点云质量上也是不错,优艾智合对国产激光雷达进行了测试,在相对静态的环境,使用国产激光雷达也可以达到±5mm精度。
具体来看,探维科技相关负责人指出,国产激光雷达产品与外资品牌产品在纸面数据差距很小,主要差距还是在具体使用中针对不同反射率物体的点云稳定性。技术差点的厂商可能会出现许多类似噪点、误测、点云不齐等小问题。
在佳顺智能营销总监李焱看来,国内外激光雷达产品在可靠性上差距明显,在同样的工作环境下国产品牌产品生命周期更短一些。另外国内技术以机械式模拟激光为主,技术好些的开始做MEMS,但走MEMS这种技术路线的厂商由于产品可靠性、生产工艺上的障碍无法克服,已经开始转向flash技术及芯片集成化。所以从技术角度上来看,国内激光雷达厂商与外资品牌至少差5年以上。
力策科技营销副总吴广松分析:“国产激光雷达产品与外资品牌产品在性能上已慢慢接近,但目前外资品牌在工业AGV/AMR场景应用更成熟、落地案例更多;而国产激光雷达则在商用服务机器人应用市场占比较高。
斯坦德机器人CTO李洪祥则持乐观意见,在他看来:“外资品牌激光雷达产品的性能和稳定性略优于国产激光雷达产品,但是两者间的差距在快速缩小。
从售价来看,国产激光雷达相对外资品牌有着较大优势。以SICK的激光雷达产品为例,行业人士告诉「高工移动机器人」,SICK的激光雷达产品售价大概在10000元左右,常年居于高位,同时受疫情、国际关系影响,2021年SICK的激光雷达产品有几轮涨价,涨幅在10%左右,部分产品涨幅在20%。
关于国产激光雷达的售价,「高工移动机器人」了解到,目前国产避障雷达基本两千左右,而国产导航雷达价格相对而言,价格区间较大,价格从2000元到10000元不等,但是国产雷达的价格弹性比较大,因而与国外雷达比较,价格方面的优势明显。
谈及具体的售价差异,行业相关人士判断,国产激光雷达品牌价格相对外资品牌而言,价格至少有1倍之差。
高工机器人产业研究所(GGII)数据显示,2020年全球AMR销量占比25.75%,较上一年提升约2.3个百分点。GGII预计未来几年AMR市场增速将持续高于AGV市场增速,并保持两位数以上的增速。
AMR迅速发展,会带来巨大的激光雷达应用需求。而激光雷达售价相对而言具有优势,如果性能足以媲美国外厂商,那激光雷达在移动机器人行业拥有着无限前景。
但高工移动机器人注意到一个问题,国产激光雷达真的“国产化了吗?
在对多位行业人士进行了调研后,「高工移动机器人」发现,目前国内品牌激光雷达产品的核心知识专利不超过30%,电子器件上专利更是低于30%,这导致国产激光雷达的核心供应链基本都在国外,如光源采用欧司朗或AMS,感知部分采用槟淞、FIRST_ SENSE或SONY,TDC电路一般德国ACAM,核心的振镜一般采用SONY的产品。
蓝海的市场,国产激光雷达厂商在奋进
不可否认的说,国产激光雷达产品与外资品牌的差距正在快速减小。
在企业数目上,在移动机器人领域常见的外资激光雷达品牌有SICK、北阳、倍加福、劳易测等数家,而在移动机器人领域常见的国产激光雷达品牌却有禾赛科技、速腾聚创、天眸光电、星秒、力策科技、万集、探维科技、氪见、兴颂机器人、傲视智绘、科力光电、因泰立、蓝海光电等数十家。
在融资数额上,2021年至今,全球激光雷达市场融资总额超 60亿元人民币,而中国公司拿到了其中的 58 亿,国产激光雷达企业正越来越被重视。
在新品上,2021年,氪见、镭神、蓝海光电、因泰立、思岚科技、星秒等先后发布激光雷达新品。
同时,激光雷达厂商也在通过创新技术降低移动机器人的成本,以天眸光电为例,其对自身产品进行了差异化设计,如植入IMU芯片以减少客户在算法方面的成本投入,对产品进行防爆认证,以适应工业场景中对安全的高要求。
此外,移动机器人企业也越来越体现出对国产激光雷达产品的信心,斯坦德机器人、优艾智合、佳顺智能等一批移动机器人企业已经有在对国产激光雷达进行验证、测试。据悉,优艾智合在400KG机型的移动机器人上,已对国产激光雷达产品有超百台的用量;斯坦德机器人同样已有国产激光雷达产品已投入使用,佳顺智能的移动机器人产品也亦有部分搭载了国产激光雷达产品,同时取得较好市场反馈。
根据摩尔定律,技术投入和规模效应对于一款产品的性能提升和成本降低会有巨大推动作用,随着激光雷达传感器技术进一步成熟、成本进一步下降,移动机器人将迎来一个新的快速发展期,国产激光雷达也将迎来“弯道超车的机会。
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