近几年,智能机器人、无人机、无人驾驶等已经成为全球科技领域重点投资方向,被认为未来科技变革的风口。与此同时,我国政府也先后出台相关规划政策,重点推进机器人、无人驾驶等产业发展。在此背景下,作为关键部件之一,激光雷达迅速成为全球科技企业争相抢占的下一个高地。
从原理方面来讲,激光雷达通过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、甚至形状等参数。
对于机器人而言,激光雷达就相当于“眼睛”,其作用至关重要。可以这样说,如果没有激光雷达,机器人将无法感知周围环境,也无法对环境变化做出相应反应。基于在定位、探测、识别及跟踪目标等方面的优势,激光雷达广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶、智能仓储和物流、智能安防等领域。
我国激光雷达产业现状分析
从发展历程来看,我国在激光雷达方面起步很早,早在上世纪60年代末就开始激光雷达相关研究,当时更多的是科研院所。之后随着技术不断发展,激光雷达也逐渐开启了商用化之路。目前,激光雷达已经广泛应用于大气探测、矿物勘探、城市规划、国防军工、交通探测等领域。在此期间,激光雷达商用化逐渐成熟,国内企业也开始尝试将激光雷达民用化。
近几年间,在制造业转型升级的大背景下,机器人产业在国内快速发展普及,广泛应用于工业、物流、仓储、商业、服务、教育等诸多领域。据IDC数据统计,预计2020年全球机器人市场规模将达8800亿元。作为机器人必不可少的核心部件,在机器人产业快速发展的浪潮下,激光雷达也进一步加快了民用化进程。为此,国内也涌现出了一批激光上海自动化仪表三厂,如成都微光云科技有限公司。
TOF系列360°激光雷达
成立于2014年10月,仅仅三年时间,微光云已经推出了TOF系列360°激光雷达、WS-ROBOT SLAM机器人开发平台和K-Light T50轻量级激光测距传感器产品,可以满足机器人定位与导航、UAV定高与避障、AGV 智能仓储与物流、SLAM建图与定位、轻量级无人驾驶、服务型机器人开发、安防测距、智能交通(车辆分离检测)等应用需求。
软硬件结合突破激光雷达难题
我们都知道,虽然激光雷达看似简单,但是却包括了电子、光学、机械结构及软件算法等多个学科,是一个典型的跨领域高科技产品。目前,在室内移动机器人领域,主要采用2D激光测距雷达。和3D激光测距雷达相比,2D激光测距雷达只能在平面上扫描,结构相对简单,测距速度快。然而,由于先天性的结构限制,在复杂或不平坦的地形环境下,2D激光测距雷达普遍面临着灵敏度和精确度等方面考验,而这也是代表一个企业核心竞争的体现。
在全球范围内,无论是智能手机、电视、家用电器等消费类电子,还是各种工业所需的电子元器件,电子制造的产品生命周期越来越短,质量要求也越来越高。同时,电子工业本身就是数字化转型中的领导行业,为实现智能生产提供创新的理念和解决方案。
上海自动化仪表四厂电动交通、能源效率以及对虚拟网络不断增长的需求提供了巨大的发展潜力,同时也让电气与电子工业面临新的挑战。一方面,对电子产品的需求量增大,进而刺激生产;另一方面,通信和娱乐电子设备领域的新供应商加剧了竞争压力。即使在直到最近还大规模依赖手工制造的亚洲,已经有大型电子集团宣布将采取广泛的自动化措施,以便更加智慧地生产——从半自动化向全自动化生产线发展。导致变化的根本原因,是市场的压力,是对更大产能,更多品种,以及更高质量管理体系的追求。此外,亚洲和美洲巨头公司正在不断地整合市场。
设备制造商、零部件供应商和设备运营商面临对电子制造设备和机器不断变化的要求,可通过不同水平的工业自动化来实现。在实施过程中,传感技术起着非常关键的作用。传感器解决方案的恰当使用取决于几方面,如适合的传感技术,智能运用,性能可靠等,都会影响工厂的盈利。凭借丰富的行业经验,创新的技术能力,以及广泛的产品系列,SICK 传感器为优化生产做出重要贡献。
通过翻新改造也能为电子制造业部分实现生产优化,逐步接近工业 4.0 标准。未来,许多电子产品(如智能手机)都将以高效的方式进行大量生产。为此,今后也需要支持这种制造方式的传感器和系统,并且能够智能地处理传感信号。同时,部分电子制造环节放弃使用刚性生产线,开始使用机器人与自动导引小车(AGC)
传感器,调整着前进步伐!
市场的需求和生产设施在性能方面的不断追求,推动着传感器智能化的发展。
最近几年,追溯性对电子行业变得愈加重要。许多终端客户,尤其是电子消费产品的用户,期望供应商的系统可以识别和追溯产品上的任何电子部件。这样便可在出现问题时更快界定可能的错误来源和发起有针对性的召回。
基于图像原理的读码器可识别非常细小的 Data Matrix 码,并借此在整个生产流程中实现零部件的可追溯性,例如印刷电路板或电池单元等,运动中的部件也可以被识别。
旨在保证质量的检查任务也越来越多地需要被记录下来,且要保存多年。例如使用手扳压力机压入电子部件时,就无法获取数值并保存在电子档案中。通过升级此类设备可以获得这些数据,而且配有相应安全技术的设备还能工作在 PSDI 模式下提高工人和流程的安全性。在智能手机、电视、家用电器或各种工业所需电子元器件生产中,无论是要实现追踪追溯、质量控制还是状态监测功能,数据管理、通信和联网都发挥越来越大的作用。
智能、可靠的传感技术使生产质量迈上新台阶。借此能实时获取可靠数据:这项潜力几乎尚未被开发,通过它可优化机器与设备。如今,SICK 传感器与可编程逻辑控制器及数据网络都能可靠通信。可靠性与耐用性能保证最严苛的条件下实现稳定检测,是优化流程提高效率的关键。电子工业的特点是产品生命周期短、创新要求高以及供应链全球化紧密互联。当同时要求提高质量与产量时,工业将得益于广泛的行业知识,SICK 熟知相关行业及其流程,在全球范围内具有大量的现场安装和应用经验。在欧洲、亚洲和北美洲的应用中心,我们会根据客户的需求制造、测试并优化传感器和系统解决方案。除此之外,敏捷的项目团队还致力于开发不同的解决方案,使每一生产步骤实现柔性生产。凭借“Sensor Intelligence.”,相互联合的产品比单个产品能完成更多任务。