创新组复赛路演复盘 | 严毅:突破创新的MOEMS微型激光成像雷达
2018-10-05
我们的创新在于,实现了二维方向快速扫描、采用了单探测器的成像扫描算法、能实现指标的定制,有利于个性化、系列化的产品发展。——严毅
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中国航空创新创业大赛(CAIEC)作为首个专注航空领域的全国性双创赛事,以前瞻性、创新性、平台性、权威性为导向,以汇聚国内最具潜力的航空项目、发现顶尖创业人才、发现重大突破性技术、发现创业明星企业为目标,以聚合资源、促进投资、扶持落地为原则。该项赛事通过评选表彰、宣传对接、双创服务,为航空全产业链提供交流、合作的平台。
第三届中国航空创新创业大赛创新组复赛由中国科学技术协会指导,中国航空学会、商务部投资促进事务局、四川省科学技术协会、绵阳市人民政府、航空企业科协技术创新联盟、中国科协军民融合学会联合体、航空产业国际合作联盟联合主办,中国科协企业创新服务中心、北京市科学技术协会、北京经济与信息化委员会支持、四川省航空宇航学会、新华网无人机频道、绵阳科技城发展投资(集团)有限公司、绵阳科发会展旅游有限责任公司协办,北京航空航天学会、国翊创新科技(北京)有限公司承办。
第三届中国航空创新创业大赛创新组复赛于9月7日在中国(绵阳)科技城国际博览会举办。从复赛中脱颖而出的十强项目进入了全国总决赛,总决赛将于10月12日在全国双创周北京会场举办。作为航空领域的唯一全国性赛事,中国航空创新创业大赛的权威性与专业性获得了各界高度的认可与支持。
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项 目 | MOEMS微型激光成像雷达
公 司 | 中国空空导弹研究院
路演人 | 严毅
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“我们的创新在于,实现了二维方向快速扫描、采用了单探测器的成像扫描算法、能实现指标的定制,有利于个性化、系列化的产品发展。”
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以下为项目路演实录。
各位评委老师:下午好,我先说一点自己的感想。今天听了这么多的项目,特别是无人机的项目特别多,我非常得振奋。无人机在我们国家蓬勃发展,未来可期。同时,我们未来的市场更可期。
我们是做载荷的,就是给无人机、无人车配载荷,也就是MOEMS微型激光雷达的。什么是激光雷达?它是一种激光探测的设备,是通过发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。它拥有很高的分辨率、隐蔽性和抗感染能力,这些方面都比微波雷达要强。目前来说,它的体积小、质量轻,这也是它的优势。
激光雷达分为四类:一维的、二维的、三维的激光扫描仪和三维激光雷达,它们包括在无人车上,都是有比较多的应用的。目前在三维激光成像雷达方面,市场主流技术就是机械同轴扫描式的激光雷达。一台激光器,每一个激光朝不同的方向发展,通过旋转对周围进行感知。可以看到它是通过多线扫描、多传感器成像,来实现对外界的成像探测的。它最大的问题就是体积大、成本也比较高。这个是市场上的一个龙头单位,可以看到他们的激光器卖到了8000美元左右。
我们的解决方案就是MOEMS微型激光三维成像雷达,它属于固态激光雷达,核心是以MOEMS扫描微镜替代传统的光机扫描机构,同时实现俯仰和方位的两个方向对目标的快速扫描。它大幅度地减小了仪器的重量和体积,增大了扫描角度、提高了扫描速度,降低了系统成本,提高了可靠性。我们的方案采用的是905mmLD的光源和APD单点探测器进行探测。测距方法是直接飞行时间法。
我们的产品已经完成了样机的研制,并且申报了相关的知识产权。我们预期可达到的指标是暂时的,未来还会根据应用场景和需求对它进行定制。这是我们在实验室演示的一个样机的成像。
这是一个创新的概念,所以我们也总结了一下创新点。首先是提出了基于国产的MOEMS二维扫描微镜的光束成像扫描技术,实现了二维方向快速扫描。另外就是采用了单探测器的成像扫描算法,而且成品的质量都是比较高的。第三,针对不同的需求,在一定的范围内我们能实现指标的定制,这有利于个性化、系列化的产品发展。
和主流的机械式的扫描雷达相比,我们的优势是体积小、重量轻、稳定性好、成本低、适合大批量生产。和机械结构的雷达相比——相当于是一个机械硬盘和固态硬盘的比较——我们的成本比它还低。这就可以看出,用户会选择什么样的方案。
我们的团队来自于中国空空导弹研究院,一共有7人,研究院人员3人、高级工程师4人,他们都长期从事激光、光电制导武器的研发工作。我们的项目也是来自于原来的军方的一个预演项目,我们想把它转到民用。我们是国家专业从事空空导弹、发射装置、地面检测设备和机载光电设备及其派生型产品研制及生产的基地,先后承担了十几个型号的空空导弹研制任务。作为中原军民融合产业联盟理事长单位,研究院正在大力推进军民转化、创新创业工作的开展。
市场前景方面,激光雷达由于自身的优点,可以满足未来智能装备的探测需求,在自动/辅助驾驶、无人机、机器人等领域具有广阔的应用价值和前景。据相关机构统计,预计到2035年,中国激光雷达市场每年增量规模将达170亿元,复合增长率将达到9%以上。
未来激光雷达能否实现大规模运用,最主要的因素在于成本,其次在于系统的易用性。MOEMS微型激光雷达弥补了目前主流产品的不足,契合了小型化、低成本、固态化的发展趋势。
我们的项目于今年初立项,预计到11月底完成样机研制,在19年要完成样机测试和软件优化、产品定型和小批量生产,最终在19年底完成产品发布。
我们可以在共同开发和市场推广方面开展合作,资金方面需求300万,主要用于产品研发、生产,运营转化及管理等。该项目将作为军民融合的探索示范性项目进行对接,具体方案可以和我们院详谈。
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参赛队与项目简介
中国空空导弹研究院,隶属于中国航空工业集团公司,是国家专业从事空空导弹、发射装置、地面检测设备和机载光电设备及其派生型产品研制开发及批量生产的研究发展基地,是国家重点科研院所之一。研究领域覆盖导弹总体、自动控制、无线电、红外、激光、微波、精密机械、信号处理、机械设计与制造等,拥有国内一流的厂房、实验设施、仪器设备,完备的质量管理体系,承担了多项国家重点工程,取得各类科研成果2000多项,其中国家科技进步一等奖2项、二等奖9项,国防研制金奖3项。
MOEMS微型激光成像雷达是利用MEMS技术,将MOEMS扫描微镜替代传统的激光成像光机扫描组件,以解决传统机械扫描激光雷达体积大、成本高、扫描速度慢的问题,采用直接探测方式,发射激光脉冲对目标进行照射,探测器接收目标发射回来的激光脉冲并转换成电信号,通过测量激光发射信号与回波信号之间的时间差,来获得目标距系统的距离和发射光强度等信息,可用于对目标探测识别、复杂环境感知以及测绘等应用,相较于其他中高端激光成像雷达具有体积小、成本低、扫描速度快等优点。