激光雷达是自动驾驶系统的重要感知单元,凭借着精确的距离感知能力和复杂环境光适应能力,在提升自动驾驶系统整体性能、保障驾乘安全方面,发挥着重要的作用。
根据Yole Lidar 2025的报告显示,激光雷达正在从高端车迅速往中低端车型渗透,有些10万级别的车型已经开始搭载激光雷达。

图片来源:Yole
同样,在智能割草机领域,激光雷达也开始逐渐规模化应用,渗透率正在不断提升。HOOKII、觅道、MOVA等头部厂家已经推出了数款搭载激光雷达的智能割草机产品。

图片来源:HOOKII
2)WLR-722(mini):16线 360°激光雷达;
3)WLR-750:纯固态激光雷达。

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万集光电
万集光电成立于2013年,是北京万集科技股份有限公司(股票代码:300552)的全资子公司。

万集光电的激光雷达产品种类丰富,测距范围从50m到300m不等。其中,主要的多线激光雷达产品如下:

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WLR-722 360°激光雷达
1. 产品介绍
WLR-722是一款32线360°激光雷达,拥有半球形视野,可以同时支持补盲和SLAM导航功能。


在Skywalker GT清洁机器人上的应用:
2. 主要特点
WLR-722的基本参数如下:

WLR-722的主要特点:
- 在测距方面,中间区域中可以达到40m@10%,而同类产品中,大多只能做到30m@10%。更远的测距,意味着更广的覆盖范围。
- 水平视场角360°,水平角分辨率达到0.3°,该分辨率在同类产品中也较高。
- 垂直视场角62°,其中包括-12°的负向探测角度,负角度使得雷达更容易扫描低矮障碍物。其中在5~28线的核心区域,WLR-722的垂直扫描线以间距2°均匀分布。FOV示意图:

- 采用重复式扫描方式。相对于非重复扫描方案,重复式扫描方案得到的点云规整度高、运动补偿简单,可以降低感知、融合、建图等后端算法处理的复杂度。
- 内部集成六轴IMU(ICM-42688),用于修正因整机运动造成的点云畸变。
另外,据厂家介绍,WLR-722采用单电机结构,机械磨损低,MTBF 超3万小时,运行功耗为5W,噪音50db。
WLR-722和其他部分360°激光雷达的指标对比如下:

3. 实测数据
1)高反抑制
下图是WLR-722对高反板(和雷达相距2米)的实测点云效果。可以看到,在该数据中,反射面所照射点云没有膨胀,点云形态没有变形,规整度较高。

我们知道,高反膨胀是激光雷达非常容易出现的问题。

图片来源:网络
再例如一些高反的细杆,由于发生了“膨胀”,在雷达的视场内,变成了一个“球”。

图片来源:网络
下图是其他雷达出现的高反膨胀实测点云数据:

当雷达的高反膨胀抑制能力较差时,不仅高反目标容易发生膨胀,低反目标也容易发生漏检。例如,下图是其他雷达的低反目标(10%反射板)消失的案例:

高反膨胀会使得目标检测异常,会导致误报和漏报,使得后端功能受到影响或者失效。
高反膨胀出现的主要原因是,当有高反目标时,激光雷达的感光单元产生的热载流子溢出,发射出近红外串扰光子,这些光子溢出至其周围的感光单元时,周围的感光单元被触发从而产生“膨胀”。
以SPAD接收阵列为例,当接收阵列中的一个雪崩事件在像素内触发时,大量的雪崩热载流子溢出。这些串扰光子直接或者间接的被相邻的像素检测到,从而导致串扰现象的发生:

抑制高反的膨胀的主要措施有:提升感光芯片的动态范围,减少热载流子溢出概率;增加通道间的物理隔离;以及根据“膨胀”噪声的特点,根据反射率、形状和位置等信息,通过软件信号处理的方法进行滤除。

凭借更好的高反膨胀抑制能力,WLR-722更适合复杂的室内外混合场景,更好的抑制误报和漏报问题。
2)抗阳光干扰
下图是将WLR-722放置在强光灯近处,附近亮度在10W LUX,照射2米外的白纸面目标的点云效果:

3)灰尘和雨雾适应性
将WLR-722雷达附着尘土,观测雷达对于环境目标的检测。
实测发现,在这个场景下,WLR-722可以正常检测往下倾倒的尘土。

下面测试是模拟的雨雾场景:
WLR-722雷达的点云表现如下。可以看到,目标板清晰可见,点云没有发生明显的弯曲,雷达旁边没有明显的噪点。

由于水滴对于激光束的吸收和反射效应,因此,水雾通常对于激光雷达的检测有较大影响。例如,如下是其他某激光雷达的一个雨雾测试案例。在喷雾之前,车辆目标清晰可见,但是在喷雾之后,雷达周围出现了大量噪点,同时车辆目标不可见。

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WLR-722(mini) 360°激光雷达
1. 产品介绍


2. 主要特点
WLR-722(mini)的基本参数如下:

WLR-722(mini)的功耗4W,重量220g,可以在各类对于功耗和空间要求较高的机器人上灵活部署。
3. 实测数据
1)测距
WLR-722(mini)对于直角白墙的检测效果如下。主要是观测“墙厚”的一致性和大小,“墙厚”越小,则意味着测距精度和一致性越高。

WLR-722(mini)检测细杆的效果如下:

智能割草机往往会遇到很多细小目标,例如电线、栏杆等,因此对于细小目标的准确识别,是对激光雷达的一个重要评价指标。
2)高反抑制
由于采用独立的APD接收阵列,WLR-722(mini)对于高反条(300%反射面,距离:75cm-120cm)可以准确识别,没有出现高反膨胀。

3)强光适应性
在强光的照射下,WLR-722(mini)没有出现明显的点云缺失、变形和噪点。

4)对于灰尘和挂水的适应性
在WLR-722(mini)上布满灰尘之后,点云没有明显的缺失。

在WLR-722(mini)上挂水之后,点云有少量缺失,不过大部分区域检测正常:

通常脏污的泥水覆盖,对于激光雷达感知性能影响较大。WLR-722(mini)具有脏污覆盖的检测功能,可以提示用户进行清洁,以保证正常的工作状态。
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WLR-750全固态激光雷达
1. 产品介绍
WLR-750是万集光电开发的一款全固态激光雷达。


2. 主要特点
WLR-750的性能指标如下:

3. 实测数据
1)墙壁检测
如下是WLR-750对墙壁的识别效果,整体点云比较规整,分布均匀。

2)高反抑制
WLR-750对路面高反路牌的识别效果如下,没有出现明显的高反膨胀:

3)行人识别
WLR-750对行人目标的识别如下。在近距离情况下,WLR-750可以清晰识别行人轮廓。

4)车辆和树木识别
WLR-750对路侧车辆目标和树木等目标的识别情况如下。


5)小目标识别



以及,WLR-750对道路路牙的识别效果:

WLR-750对停车场抬杆的识别效果:

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结语
目前,激光雷达市场竞争日趋激烈,自动驾驶上使用的激光雷达价格已经降至千元(有些甚至已不足千元),割草机上的激光雷达方兴未艾,但是市场也正在从蓝海迅速变成红海,短短一年内,已经出现了数款360°的相关产品。
期待万集光电在自动驾驶、具身智能、智慧交通等场景取得更多的量产应用,为激光雷达自主品牌的持续向上,贡献自己独特的、不可替代的价值。
文章转载自公众号:雪岭飞花
原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/P5tm2liXW6CfUTGEZII0Vw
