AGV成为趋势,国产化突围路有多艰难?

2019-07-24 14:33:28 来源: 高工机器人
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GGII数据显示,2018年AGV销量2.35万台,同比增长49.65%,2018年AGV市场规模34.81亿元,同比增长36.38%。

 

数据来源:GGII

 

目前来看,移动机器人的定位?#24049;?#25216;术包括视觉?#24049;?#23450;位、光反射?#24049;?#23450;位、GPS全球定位、超声波?#24049;?#23450;位等,但受室内环境的限制,这些定位?#24049;?#26041;法由于精度或实时性等原因,很难应用在商业化的室内移动机器人?#23567;?/p>

 

比如,GPS室内?#24049;膠突?#20110;RFID的?#24049;?#31995;统精度太低,而视觉定位?#24049;?#34429;然具有信号探测范围广、获取信息完整等优点,但需处理的实时图像数据量巨大,实时性较差。

 

随着数字化和智能化工厂的规划不断加快和深入,工厂定制化的需求?#25214;?#26126;显,这就要求工厂的自动化产线和物流搬运系统都须具有极高的柔性,基于激光无轨?#24049;?#25216;术的AGV成为了趋势。

 

而激光?#24049;?#25216;术的关键正在于激光雷达的应用。

 

激光雷达到?#36164;?#20160;么?

激光雷达(LightDetection And Ranging,简称为LiDAR)是以激光束为信息载体,利用相位、振幅、频率等?#21019;?#36733;信息,以探测获得目标的有关数据,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。

 

激光雷达通常由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成,以精确的时间分辨率、精准的空间分辨率、超远的探测距离等特点成为了先进的主动遥感工具,在无人驾驶、移动机器人、VR/AR、3D打印领域具有广泛的应用和广阔的发展前景。

 

基于激光雷达的SLAM(Simultaneous Localization and Mapping,?#35789;?#23450;位与地图构建)技术从理论?#33455;?#21040;?#23548;?#24212;用,发?#25925;?#20998;迅速,并且具有稳定、可靠等优势。

 

对于完全未知的室内环境,配备激光雷达?#32676;?#24515;传感器后,SLAM技术可以帮助机器人构建室内环?#36710;?#22270;,助力机器人的自主行走。激光雷达具有指向性强和高聚焦性的特点,使得?#24049;?#30340;精?#40522;?#21040;有效保障,能很好地适应室内环?#22330;?/p>

 

在第三代?#24049;?#25216;术中,除了激光SLAM,还可以采用视觉SLAM的方式。在成本上来看,摄像头比激光雷达便宜,而且能识别出更多对象,不过在定位精度上不及激光雷达,而且视觉的算法门较槛高,且需要更好的硬件运算平台支持。所以,激光SLAM具有很大的优势,未来将与其它?#24049;?#26041;式共存。

 

 

在?#23548;?#24212;用中,2DLiDAR只能扫描一个平面,AGV机器人只能在环境相对简单的场所运行,或者说用多个2D LiDAR集成来获取更多平面的数据以适应更复杂的环?#22330;?#32780;3D LiDAR就相当多个2D LiDAR的集成,一台仪器多线测量获取多层面的数据,可以给AGV机器人提供更全面的测量数据。

 

在AGV机器人业内,特别是在高端应用市场,激光?#24049;?#24050;经占据主流?#24049;?#27169;式。激光雷达产品,已经从传统的2D(二维平面扫描)转向3D(三维立体扫描)。

 

国产化突围在黎明时分

虽然从技术上讲,激光雷达传感器在移动机器人上的应用是大势所趋,但是目前激光雷达并未被我国的移动机器人厂家广泛采用,并且也很难在短期内迎来爆发式增长。

 

原因之一,激光雷达传感器低产能、高价格。由于精密的复杂结构,激光雷达的量产实现难度大,国内外激光雷达企业很少选择自建产线而选择交由代工厂代工,造成了激光雷达量产?#35745;仿实?#19979;,成本高昂的局面。

 

在过去的几年,随着组件成本的降低?#25512;?#36710;激光雷达厂商的不断入局,激光雷达传感器的价格有所降低,但总体价格仍然高高在上,据了解,百度、谷歌无人汽车采用的激光雷达,成本在2-8万美元,价格几乎与汽车本体相当。

 

在高额成本的桎梏下,激光雷达一度被认为只可炫技,无法量产。对于中低端移动机器人厂商来讲,激光雷达传感器仍然不在考虑范围内。

 

原因之二,全球激光雷达行业较为发达的国家有美国、德国、日本,技术实力雄厚的高科技公司多数集中在上述国家里,诸如美国Velodyne和Quanergy、德国Sick、日本Hokuyo等,激光雷达传感器的核心技术长期被国外垄断。

 

与国外对比,我国在激光雷达产业上技术相?#26376;?#21518;。“贴牌”、“山寨”厂商泛?#27169;?#32570;乏连贯的产业链以及配套设备。除此之外,创业公司普遍缺乏成熟的底层算法,限于技术难点和硬件成本高,多数企业主要做的是代理和服务。

 

具体表现在,我国的单线激光雷达技术已较为成熟,但是多线激光雷达仍与国外有较大差距。相对于单线束来说,多线激光雷达最大的优点就是可以追踪多个物体的运动轨迹。

 

此外,国产企业还主要专注于生产旋转式激光雷达,在固态式激光雷达?#38590;?#21457;方面起步较晚。与机械旋转式激光雷达相比,固态激光雷达取消了外部的机械旋转结构,在重量、大小和成本方面显著降低,因此固态激光雷达将成为行业发展的重点方向。

 

尽管国产企业,如北科天绘、速腾聚创等都在2018年完成了固态激光雷达?#38590;?#21457;,分别应用于辅助驾驶和高级自动驾驶领域,加速追赶国外企,但按照产品的代差估计,国内激光雷达厂商与国外企业还有1-2年的差距,技术研发与发展还有待提高。

 

 

值得欣喜的是,随着激光雷达发展前景变得越发光明,投资也汹涌而?#30784;?#36817;年来,国内的激光雷达企业在建厂、量产、出货等方面都取得了巨大的进展。

 

2018年5月,禾赛科技宣布完成2.5亿元B轮融资,由光速中国和百度领投。其车载LiDAR实现销售额仅次于Velodyne。

 

2018年5月,镭神智能宣?#25216;?#21892;工厂正式落成开业,该15000平方米的生产厂房已投入了近百条自动化及半自动化产线,将全面量产镭神4线、8线、16线、32线及48线激光雷达。

 

2018年10月,速腾聚创则完成来自菜鸟、上汽、北汽等企业的3亿元融资,其16线/32线机械式激光雷达出货量在2018年迎来了爆发,同时收购了一家MEMS微镜企业。

 

2019年1月,北醒光子完成B+轮融资,主要产品为激光雷达DE-LiDAR,为无人车、AGV、无人机?#31361;?#22120;人提供核心部件,实现避障、?#24049;?#31561;功能。

 

此外,国内还有握奇光目、饮冰科技、佳光科技、思岚科技、巨星科技、丽恒光微、洛伦兹等十多?#31227;?#19994;已掌握激光雷达核心技术,成为全球行业的核心力量之一。


撕开的口子背后是蓝海

国产AGV产业的高增长将带来进口替代机会,尤其在以激光雷达为主的?#24049;?#39046;域。反过来,随着国内厂商在核心传感器领域的技术突破,激光雷达、电机驱动、电池、控制器等带动AGV整体成本的下降,也将进一步促使AGV迎来大规模应用。

 

国内AGV 整车虽?#25442;?#26412;实现了进口替代,但部分核心零部件依然?#35272;到?#21475;。可以说,激光雷达是AGV 降价的最后一关。

 

2019年7月15日,美国激光雷达创业公司Luminar Technologies宣?#35745;?#20026;汽车和商用卡车设?#39057;?ldquo;Iris”的新激光雷达平台目标价格低于1000美元(?#24049;?#20154;民币6875元),这为激光雷达降低成本,实现量产传来了让人欣喜的信号。

 

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?#31361;?#26377;巨大推动作用。相信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。

 
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