防爆激光雷达!硬工业与艺术的碰撞,哈工大创业团队匠心打造!

MEMS 2022-08-16 00:00

引言:这个外形酷似UFO的设备就是今天的主角“防爆激光雷达”,可不要小看它喔,炫酷的外表并不意味着它只是花瓶,它可是经历过上百次“六味真火”考验依然完好如初,拥有着强悍的防爆和透波性能的铁甲战士。那么,下面就让我们来揭开它的神秘面纱。

激光雷达是一种用激光感知世界的传感器,其可通过发射和接收激光束来探测目标的位置、速度等特征量,具有分辨力高、隐蔽性好、低空探测性能好、体积小等一系列优点。在自动化、智能化的大背景下,激光雷达已广泛应用于自动驾驶汽车、工业、无人机、机器人和3D测绘等终端应用中,市场呈现爆发式增长的趋势,其整体市场在2026年将达到57亿美元。得益于自动驾驶汽车的不断普及,激光雷达市场迅速增长,国内涌现出一批优秀的激光雷达制造厂商,如速腾聚创、镭神智能、禾赛科技、大疆、赛瞳等。

图1 激光雷达生成点云动图

然而,由于激光雷达本身的电路系统、光学结构十分复杂,其难以通过防爆试验考核。这也使得以激光雷达为核心的机器人、自动驾驶汽车等迟迟未能应用于煤矿、石油天然气、化工等有特殊防爆要求的行业,在一定程度上限制了上述行业的自动化、智能化发展。

据麦姆斯咨询报道,针对上述卡脖子问题,来自哈工大的创业团队,智兀科技最新研发出一款新型防爆激光雷达“ZW-LIDAR-16”,通过全部防爆试验测试,获得由国家防爆电气产品质量检验检测中心颁发的防爆合格证书

这个外形酷似UFO的设备“防爆激光雷达”,不仅造型炫酷,而且性能卓越,拥有着强悍的防爆性能和透波能力。它不仅经受了高温高湿和极端低温的严苛环境考核,还顺利通过了模拟爆炸情况下的强度考核。目前,该产品可同时满足在爆炸性气体(ⅡC级)与粉尘(ⅢC级)环境使用的防爆资格,并且满足IP67防护要求。该产品是2022年5月份启用的新防爆标准(GB/T 3836系列/2021)后,国内首款通过防爆资格认证的三维防爆激光雷达。

图2 智兀科技防爆激光雷达

为了实现激光雷达的防爆性能,人们通常简单地将高厚度的钢化玻璃置于激光雷达传感器外围,从而将钢化玻璃的防爆能力赋予激光雷达传感器。然而,这样会增加激光雷达整体的重量,同时,高厚度的钢化玻璃大大降低了激光的透过率,从而使得激光雷达的可探测范围大大衰减。

图3 常用的钢化玻璃防爆方案

为解决上述难点痛点,智兀科技采用特种新型复合透明材料制作防爆雷达的防护外壳。该特种新型透明材料比常用的钢化玻璃、石英玻璃更薄、更轻、更透光,且具有极低的热膨胀系数、较高的耐热性、优良的抗冲击性能。此外,本产品的防爆层厚度仅为3 mm,对905 nm波长的激光透过率相比传统钢化玻璃方案提升3倍以上,最远探测距离可达上百米。同时,智兀科技经数千次的CAE仿真,对其防爆、密封底盘进行了专门的优化设计,使得其以不足1kg整体重量经受住了所有防爆测试。

除防爆性能测试之外,本款产品还经历过数十家终端客户多次的录包、建图、定位、导航等测试,均表现出优异的性能指标,在多项测试中与常规激光雷达性能相当。根据客户反馈情况,本款防爆激光雷达能够满足所有工况下的自动驾驶地图构建、避障导航等功能要求,是目前市面防爆激光雷达中性能最优的产品。

图4 防爆激光雷达实地工作情况

目前,该款防爆激光雷达已经成功应用于中国兵器集团、中煤科工、中科院等企业单位,并且在2022年5月份携手国内头部激光雷达企业无人物流车亮相全球最大的工业展“德国汉诺威工业展览会”。

图5 亮相德国汉诺威工业展览会

另外,该产品的机械性能也远高于普通产品,可以更好地保护激光雷达不受意外碰撞,从而可以广泛适用于各类安全等级要求较高的场景。例如在石油、化工等有爆炸性气体的环境中,该款防爆激光雷达仍然可以安全工作和稳定使用,为特殊场景下的巡检、运输、作业机器人保驾护航,推动国内的数千家油气田以及气站的智能化升级,助力中国智造和工业4.0的发展。

图6 智兀科技相关知识产权和资格认证

智兀科技简介

哈尔滨智兀科技有限公司是由多位来自哈尔滨工业大学、新加坡国立大学的博士、硕士等研究人员联合创办的科技型企业。智兀科技,智兀谐音drive,旨在以科技驱动世界。该公司依托哈工大控制工程、工程学、仪器科学、材料学等双一流学科的深厚技术积累,聚焦于工业传感器、移动机器人、视觉+光学融合、人工智能等领域,智兀拥有强劲的研发攻关能力,目前拥有多项防爆激光雷达知识产权。除此以外,该公司立足光学和视觉打造智能型工业传感器,目前推出的还有在线浓度传感器、在线缺陷检测系统等一系列针对制造业自动化升级的科技型产品。

公司网站链接:http://z-drive.cn/,联系人:韩经理 17382849162;吕经理 18845618090;郭经理 18845721681

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