當前,高端面陣dToF(直接飛行時間)激光雷達產品隨著新能源汽車等行業的發展而不斷落地,日趨成熟,極大推動了高階智能駕駛的普及,為消費者帶來了全新的體驗。同時,在消費電子、機器人、物聯網等眾多領域,對3D傳感產品的需求也日益廣泛,以3D結構光和iToF(間接飛行時間)技術為代表的產品,實現了3D人臉識別、避障、導航、3D建模、3D測量等眾多功能,大大促進了視覺領域的變革。然而在消費電子領域,當前只有蘋果公司在iPad/iPhone系列產品上實現了量產面陣3D dToF激光雷達產品,國內廠商安思疆科技雖在2020年發布了第1代同類產品,但并未實現量產,究其原因,一方面dToF技術比3D結構光技術更加復雜,涉及的知識領域更多,耦合性也更強,綜合壁壘非常高;另一方面,在有限的尺寸、成本、功耗等限制因素下,無疑難度更高。
產品實物圖-具備標準產品化外形與接口
經過近三年的持續研發投入,近日安思疆發布并量產了全新一代消費級、全固態面陣3D dToF激光雷達產品:NUWA-Lidar120和PURPLE-Mix120。該類產品基于大面陣SPAD傳感器,采用了創新的光學系統、超高速硬件電路、結構和散熱設計,搭載安思疆專為dToF點云開發的處理算法和應用SDK,實現了精巧而全面的感知與測量,并且帶來巨大的功能創新,技術的創新有效中和了功能增加帶來的成本上升,達到極高的性價比。產品也將導航與避障功能合二為一,不僅可以實時輸出用于導航定位的3D點云(導航定位幀),最高可達16線,距離可達10米;同時還能輸出大分辨率、大視野,用于近距避障的高質量3D點云(避障識別幀),視場角FOV高達H120° x V50°。
產品將重點針對機器人應用領域,有效解決導航、避障功能模塊分離造成的機器人整機產品形態設計困難、傳感模塊多而成本高的問題。此外,傳統的LDS、單點/多點dToF線掃導航模塊都需要采用機械式或半固態的設計,可靠性易受影響,而Nuwa-Lidar120和PurpleMix120都采用了全固態的方案,產品內部沒有任何的機械振動和微機械振動,是針對產品可靠性和壽命優化最理想的方案之一。
產品性能及規格
消費級3D dToF激光雷達產品的技術壁壘很高,需要在有限的空間要求、成本要求和功耗要求之下實現可靠穩定的良好性能表現,這需要具備強大的產品綜合系統設計能力,橫跨了光學、三維視覺算法、結構堆疊、高速模擬電路、數字電路、高精制造等眾多技術領域,且必須對系統中的眾多核心元器件有全面而深入的掌握。
已實現量產供貨
實拍場景與3D點云,可以看到dToF不僅在綜合場景中表現優秀,對小物體,細線甚至透明物體等極端場景都有非常好的表現,并且相對于其他ToF技術,dToF在飛點(前后物體邊界難以區分造成的)的表現上有天然優勢。
安思疆科技從2019年開始研發面陣dToF激光雷達,2020年緊跟蘋果發布了第一代產品PURPLE-Li20,至今已經在該領域持續投入沉淀了三年多。本次發布的NUWA-Lidar120和PURPLE-Mix120產品系統方案設計基于自研的Simulight 2.0系統仿真平臺,確保了一次開發成功。此外,產品中用到的核心器件均為深度定制設計與開發,實現了嚴格耦合,綜合效果達到最優,尤其是供應鏈也完成了全面的國產化并實現量產,這也意味著安思疆成為國內第1家實現消費級面陣3D dToF激光雷達量產的公司。該類產品可提供Windows, Linux, Android以及ROS等四大操作系統的標準應用SDK,極大方便用戶開發。
雖然dToF技術壁壘高,但相對于iToF等其他技術而言,幾乎沒有理論死角,而隨著工藝工程水平的不斷提升和SPAD等核心器件供應鏈的成熟,產業界之前的主要制約因素(核心元器件的工藝制造)已逐步消弭。安思疆將繼續加大在dToF技術領域的投入,堅持全固態激光雷達路線,后續還將推出工業、AR/VR和車載等領域的產品,不斷創新,為客戶和行業持續創造價值。