創(chuàng)新組復(fù)賽路演復(fù)盤 | 嚴毅:突破創(chuàng)新的MOEMS微型激光成像雷達
2018-10-05
我們的創(chuàng)新在于,實現(xiàn)了二維方向快速掃描、采用了單探測器的成像掃描算法、能實現(xiàn)指標(biāo)的定制,有利于個性化、系列化的產(chǎn)品發(fā)展?!獓酪?/p>
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中國航空創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽(CAIEC)作為首個專注航空領(lǐng)域的全國性雙創(chuàng)賽事,以前瞻性、創(chuàng)新性、平臺性、權(quán)威性為導(dǎo)向,以匯聚國內(nèi)最具潛力的航空項目、發(fā)現(xiàn)頂尖創(chuàng)業(yè)人才、發(fā)現(xiàn)重大突破性技術(shù)、發(fā)現(xiàn)創(chuàng)業(yè)明星企業(yè)為目標(biāo),以聚合資源、促進投資、扶持落地為原則。該項賽事通過評選表彰、宣傳對接、雙創(chuàng)服務(wù),為航空全產(chǎn)業(yè)鏈提供交流、合作的平臺。
第三屆中國航空創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽創(chuàng)新組復(fù)賽由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會指導(dǎo),中國航空學(xué)會、商務(wù)部投資促進事務(wù)局、四川省科學(xué)技術(shù)協(xié)會、綿陽市人民政府、航空企業(yè)科協(xié)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、中國科協(xié)軍民融合學(xué)會聯(lián)合體、航空產(chǎn)業(yè)國際合作聯(lián)盟聯(lián)合主辦,中國科協(xié)企業(yè)創(chuàng)新服務(wù)中心、北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會、北京經(jīng)濟與信息化委員會支持、四川省航空宇航學(xué)會、新華網(wǎng)無人機頻道、綿陽科技城發(fā)展投資(集團)有限公司、綿陽科發(fā)會展旅游有限責(zé)任公司協(xié)辦,北京航空航天學(xué)會、國翊創(chuàng)新科技(北京)有限公司承辦。
第三屆中國航空創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽創(chuàng)新組復(fù)賽于9月7日在中國(綿陽)科技城國際博覽會舉辦。從復(fù)賽中脫穎而出的十強項目進入了全國總決賽,總決賽將于10月12日在全國雙創(chuàng)周北京會場舉辦。作為航空領(lǐng)域的唯一全國性賽事,中國航空創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的權(quán)威性與專業(yè)性獲得了各界高度的認可與支持。
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項 目 | MOEMS微型激光成像雷達
公 司 | 中國空空導(dǎo)彈研究院
路演人 | 嚴毅
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“我們的創(chuàng)新在于,實現(xiàn)了二維方向快速掃描、采用了單探測器的成像掃描算法、能實現(xiàn)指標(biāo)的定制,有利于個性化、系列化的產(chǎn)品發(fā)展?!?/span>
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以下為項目路演實錄。
各位評委老師:下午好,我先說一點自己的感想。今天聽了這么多的項目,特別是無人機的項目特別多,我非常得振奮。無人機在我們國家蓬勃發(fā)展,未來可期。同時,我們未來的市場更可期。
我們是做載荷的,就是給無人機、無人車配載荷,也就是MOEMS微型激光雷達的。什么是激光雷達?它是一種激光探測的設(shè)備,是通過發(fā)射激光束探測目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)。它擁有很高的分辨率、隱蔽性和抗感染能力,這些方面都比微波雷達要強。目前來說,它的體積小、質(zhì)量輕,這也是它的優(yōu)勢。
激光雷達分為四類:一維的、二維的、三維的激光掃描儀和三維激光雷達,它們包括在無人車上,都是有比較多的應(yīng)用的。目前在三維激光成像雷達方面,市場主流技術(shù)就是機械同軸掃描式的激光雷達。一臺激光器,每一個激光朝不同的方向發(fā)展,通過旋轉(zhuǎn)對周圍進行感知。可以看到它是通過多線掃描、多傳感器成像,來實現(xiàn)對外界的成像探測的。它最大的問題就是體積大、成本也比較高。這個是市場上的一個龍頭單位,可以看到他們的激光器賣到了8000美元左右。
我們的解決方案就是MOEMS微型激光三維成像雷達,它屬于固態(tài)激光雷達,核心是以MOEMS掃描微鏡替代傳統(tǒng)的光機掃描機構(gòu),同時實現(xiàn)俯仰和方位的兩個方向?qū)δ繕?biāo)的快速掃描。它大幅度地減小了儀器的重量和體積,增大了掃描角度、提高了掃描速度,降低了系統(tǒng)成本,提高了可靠性。我們的方案采用的是905mmLD的光源和APD單點探測器進行探測。測距方法是直接飛行時間法。
我們的產(chǎn)品已經(jīng)完成了樣機的研制,并且申報了相關(guān)的知識產(chǎn)權(quán)。我們預(yù)期可達到的指標(biāo)是暫時的,未來還會根據(jù)應(yīng)用場景和需求對它進行定制。這是我們在實驗室演示的一個樣機的成像。
這是一個創(chuàng)新的概念,所以我們也總結(jié)了一下創(chuàng)新點。首先是提出了基于國產(chǎn)的MOEMS二維掃描微鏡的光束成像掃描技術(shù),實現(xiàn)了二維方向快速掃描。另外就是采用了單探測器的成像掃描算法,而且成品的質(zhì)量都是比較高的。第三,針對不同的需求,在一定的范圍內(nèi)我們能實現(xiàn)指標(biāo)的定制,這有利于個性化、系列化的產(chǎn)品發(fā)展。
和主流的機械式的掃描雷達相比,我們的優(yōu)勢是體積小、重量輕、穩(wěn)定性好、成本低、適合大批量生產(chǎn)。和機械結(jié)構(gòu)的雷達相比——相當(dāng)于是一個機械硬盤和固態(tài)硬盤的比較——我們的成本比它還低。這就可以看出,用戶會選擇什么樣的方案。
我們的團隊來自于中國空空導(dǎo)彈研究院,一共有7人,研究院人員3人、高級工程師4人,他們都長期從事激光、光電制導(dǎo)武器的研發(fā)工作。我們的項目也是來自于原來的軍方的一個預(yù)演項目,我們想把它轉(zhuǎn)到民用。我們是國家專業(yè)從事空空導(dǎo)彈、發(fā)射裝置、地面檢測設(shè)備和機載光電設(shè)備及其派生型產(chǎn)品研制及生產(chǎn)的基地,先后承擔(dān)了十幾個型號的空空導(dǎo)彈研制任務(wù)。作為中原軍民融合產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長單位,研究院正在大力推進軍民轉(zhuǎn)化、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作的開展。
市場前景方面,激光雷達由于自身的優(yōu)點,可以滿足未來智能裝備的探測需求,在自動/輔助駕駛、無人機、機器人等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用價值和前景。據(jù)相關(guān)機構(gòu)統(tǒng)計,預(yù)計到2035年,中國激光雷達市場每年增量規(guī)模將達170億元,復(fù)合增長率將達到9%以上。
未來激光雷達能否實現(xiàn)大規(guī)模運用,最主要的因素在于成本,其次在于系統(tǒng)的易用性。MOEMS微型激光雷達彌補了目前主流產(chǎn)品的不足,契合了小型化、低成本、固態(tài)化的發(fā)展趨勢。
我們的項目于今年初立項,預(yù)計到11月底完成樣機研制,在19年要完成樣機測試和軟件優(yōu)化、產(chǎn)品定型和小批量生產(chǎn),最終在19年底完成產(chǎn)品發(fā)布。
我們可以在共同開發(fā)和市場推廣方面開展合作,資金方面需求300萬,主要用于產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn),運營轉(zhuǎn)化及管理等。該項目將作為軍民融合的探索示范性項目進行對接,具體方案可以和我們院詳談。
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參賽隊與項目簡介
中國空空導(dǎo)彈研究院,隸屬于中國航空工業(yè)集團公司,是國家專業(yè)從事空空導(dǎo)彈、發(fā)射裝置、地面檢測設(shè)備和機載光電設(shè)備及其派生型產(chǎn)品研制開發(fā)及批量生產(chǎn)的研究發(fā)展基地,是國家重點科研院所之一。研究領(lǐng)域覆蓋導(dǎo)彈總體、自動控制、無線電、紅外、激光、微波、精密機械、信號處理、機械設(shè)計與制造等,擁有國內(nèi)一流的廠房、實驗設(shè)施、儀器設(shè)備,完備的質(zhì)量管理體系,承擔(dān)了多項國家重點工程,取得各類科研成果2000多項,其中國家科技進步一等獎2項、二等獎9項,國防研制金獎3項。
MOEMS微型激光成像雷達是利用MEMS技術(shù),將MOEMS掃描微鏡替代傳統(tǒng)的激光成像光機掃描組件,以解決傳統(tǒng)機械掃描激光雷達體積大、成本高、掃描速度慢的問題,采用直接探測方式,發(fā)射激光脈沖對目標(biāo)進行照射,探測器接收目標(biāo)發(fā)射回來的激光脈沖并轉(zhuǎn)換成電信號,通過測量激光發(fā)射信號與回波信號之間的時間差,來獲得目標(biāo)距系統(tǒng)的距離和發(fā)射光強度等信息,可用于對目標(biāo)探測識別、復(fù)雜環(huán)境感知以及測繪等應(yīng)用,相較于其他中高端激光成像雷達具有體積小、成本低、掃描速度快等優(yōu)點。