低速無人駕駛行業(yè)的迅猛發(fā)展，使得越來越多的企業(yè)參與其中，相關傳感器的生產商也在加大投入研發(fā)，提供更符合市場需求的產品。

相較于其它傳感器，激光雷達具有高精度、細分辨、抗干擾能力強等特點，常被人們視為實現(xiàn)低速無人駕駛的有效途徑。 

因此，隨著低速無人駕駛市場的擴增，激光雷達走上了量產的前夜。

在激光雷達賽道如火如荼的同時，位于武漢東湖新技術開發(fā)區(qū)的「硬核科技企業(yè)」天眸光電也在有條不紊地進行生產作業(yè)，其最近推出了一款意義非凡的產品——TM-LIDAR-16。

TM-LIDAR-16 是一款 16 線機械式激光雷達，最大探測距離是 150 米，垂直可視范圍是 30°，水平可視范圍為 360°，垂直角度分辨率為 2°。

其內部 16 組激光收發(fā)對可進行 360°旋轉，形成 3D 點云圖。由于性能優(yōu)異和超高性價比，使得 TM-LIDAR-16 更適合用于無人小車、無人測繪和機器人等領域，是目前低速無人車的普遍適用的最優(yōu)方案。

01、TM-LIDAR-16 的測距精度

激光雷達是以發(fā)射激光束探測目標物體的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)。

圖：墻面精度點云圖

【實測 5 米處墻面厚度為±2cm】

TM-LIDAR-16 采用脈沖測距法，能抗強光干擾，且誤差大小受量程影響較小，在 150 米以內，墻面精度控制在±2cm。

02、TM-LIDAR-16 的掃描性能

激光雷達屬于光學檢測器件，在穿過玻璃、高反射材料時，容易造成一定概率的漏檢，進而影響探測避障等性能。

因此，做一些改進，增強測距可靠性，顯得非常重要。

圖：TM-LIDAR-16 進行玻璃掃描

TM-LIDAR-16 是通過結構、材料方面做出的改進來增強激光探測能力。根據計算，TM-LIDAR-16 可以掃描兩米開外的透明玻璃。

03、TM-LIDAR-16 的五大必殺技

近些年，激光雷達技術雖然得到了快速發(fā)展，但仍然面臨著不少挑戰(zhàn)，其中常見的就有以下五點：

1、極寒、高溫環(huán)境下，激光雷達的探測性能受阻；

2、雨、霧、霜、雪以及強光照射環(huán)境下的信號干擾；

3、面對高反物體，會出現(xiàn)標定、精度不準；

4、無法搭載 IMU 功能模塊進行精準定位；

5、進行物體掃描時，碰到如玻璃等高反光物質，會造成漏檢現(xiàn)象；

因此，相對于國內外同類產品，TM-LIDAR-16 在研發(fā)人員的專注下，追求極致、不斷打磨、針對以上行業(yè)痛點，練就了五大必殺技。

【必殺技 1：慣性導航（IMU）】

無論乘用商用客機、公務機或者是無人駕駛汽車，慣性導航系統(tǒng)（INS）都起到不可替代的作用，一個典型的慣性導航系統(tǒng)（INS）包括一個慣性測量單元（IMU）和一個中央處理單元（CPU），比如移動物體中的導航計算機。

慣性導航系統(tǒng)有兩個主要作用：

一種是在 GPS 信號丟失或者很弱的情況下，暫時填補 GPS 留下的空缺，用積分法取得最接近真實的三維高精度定位；

另一種是在 SLAM 建圖出現(xiàn)速度波動時，配合激光雷達，使建圖更加準確，提供高精度定位。

相對于前者，定位功能無疑更加重要，是保證物體順利行駛的關鍵。天眸光電將「SLAM+慣性導航」方案應用在 TM-LIDAR-16 上，使其成為全球首款帶 IMU 的 16 線激光雷達。

【必殺技 2：極寒、高溫、酷暑等極端環(huán)境下工作】

激光雷達由數(shù)種或數(shù)十種半導體材料制作而成，由于其輸出功率穩(wěn)定性易受環(huán)境影響，導致激光雷達在不同環(huán)境下的探測數(shù)據各有差異。

目前市面上的激光雷達適應溫度普遍在-20℃至 65℃之間，而這顯然滿足不了絕大環(huán)境需求。因此，提高激光雷達的抗環(huán)境能力顯得十分重要。

圖：高溫測試

圖：低溫測試

天眸光電在以往的基礎上，做出了不少改進，其推出的 TM-LIDAR-16 可以滿足多種環(huán)境下的使用。其中，常規(guī)款高低溫環(huán)境下的運行適應溫度為-20℃至 65℃，定制款低溫可達-45℃，高溫為 80℃。

值得一提的是，TM-LIDAR-16 是全球首款能在極寒地區(qū)工作的 16 線激光雷達。

【必殺技 3：抗干擾功能】

多雷達應用場景一般會添加抗干擾功能，以此保證多臺雷達同時運行的情況下，雷達自身不受其他雷達工作時造成的光束影響。

圖：不抗干擾效果

圖：抗干擾效果

因此，在已有技術的基礎上，天眸光電進一步升級了抗干擾技術，通過調頻調幅每臺雷達都能識別并且只接收自己發(fā)出的光，即使在被其他激光雷達直射的情況下也能有效避免干擾。

【必殺技 4：反光柱檢測】

激光雷達為自動車輛提供導航服務有兩種模式，分別是反光板模式和無反光板模式。無論哪種模式，由于激光物理特性的限制，激光雷達受環(huán)境因素影響較大。

圖：高反點云圖

圖：高反實景

基于此，在激光雷達發(fā)展的同時，行業(yè)也探索出了一些反光柱測試能力，例如，通過過濾反射系數(shù)，可以得到同一反光柱上多個激光點的詳細數(shù)據（角度、距離、反射系數(shù)）。

然后，再通過簡單的數(shù)學計算和規(guī)律分析，就可以得到該反光柱相對導航儀的準確位置

這種方式在 TM-LIDAR-16 身上也得到了體現(xiàn)，TM-LIDAR-16 可以對激光雷達的算法進行修正，校正不準確的反射率，保證激光雷達測距與實際距離數(shù)值相同。

【必殺技 5：防水功能】

激光雷達在外界環(huán)境下時，難免會碰到惡劣天氣。例如狂風暴雨，如果在雨天時候，雨水滲透進激光雷達內容，就會造成線路短路，因此，如何讓激光雷達防水就顯得十分重要。

圖：防水功能測試

TM-LIDAR-16 在研發(fā)人員不斷努力下，其防水性能達到了 IP67K 的標準，這意味 TM-LIDAR-16 在水深 1.1 米內正常工作。

除五大必殺技外，天眸光電還對 16 線激光雷達進行了全方位的環(huán)境測試，電磁兼容性達到了：

• 震動實驗標準：【GB/T28046】

• 沖擊實驗標準：【GMW3172】

• 跌落實驗標準：【GBT28046.3】 

• 高低溫試驗標準：【GBT 28046】

• 防水防塵試驗標準：【IP67 IEC60529】

以及電快速瞬變脈沖群抗擾度 (工業(yè)三級，電源口 2KV，信號口 1KV)，射頻場感應的傳導騷擾抗擾度 (工業(yè)三級，10V ) 工頻磁場抗擾度 (工業(yè)四級 30A/m）的標準。

04、TM-LIDAR-16 的未來

TM-LIDAR-16 將會重塑行業(yè)格局，天眸光電做出了這一判斷。

這不僅有性能優(yōu)異的原因，還有天眸光電已具備量產能力的原因。

當前，成本高企一直是激光雷達「上車難」的關鍵。

雖然隨著國內企業(yè)的加入，激光雷達價格開始下降，但由于電子材料價格昂貴、制造環(huán)節(jié)繁多、工藝復雜，激光雷達價格一直居高不下，毫不客氣地說，最便宜的激光雷達也比毫米波雷達、攝像頭系統(tǒng)貴上 10 倍。

因此，如何降低成本成了企業(yè)們?yōu)橹伎嫉膯栴}。

天眸光電成立不久，便著手解決這一問題，其通過自主創(chuàng)新，采用自動化和半自動化生產的方式來實現(xiàn)這一目的。

以 16 線產品為例，天眸光電從研發(fā)設計、生產工藝以及供應鏈上降低成本，實現(xiàn)最優(yōu)性價比；得益于此，在 2020 年期間，天眸光電就已實現(xiàn)了 16 線激光雷達的完全量產。

TM-LIDAR-16 作為天眸光電 16 線激光雷達中的一類，同樣具備量產能力。

而具備量產能力以及優(yōu)越性能的 TM-LIDAR-16 必將引起行業(yè)熱潮，同時在天眸光電全體人員的不斷深耕下，TM-LIDAR-16 會不斷完善己身，賦能行業(yè)，它的未來絕對值得期待。

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