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人机共融的智能时代正加速到来 上周，一场硅基生命的大秀在北京上演。 为期5天的2024世界机器人大会再度引发产业热议，得到来自欧洲、美国、德国、韩国、日本等26家国际机构支持， 近170家 企业携 600余款 展品参展， 60余款 新品首发， 27款 人形机器人亮相，创历届之最。 在传统的工业制造机器人之外， “陪伴” 成为许多厂商格外强调的作用，这也侧面说明机器人向走进千家万户更近一步； 而在具身智能成为今年科技界最大风口之一后，亮相大会的各人形机器人分别展示了 “抓取物品” 的技能，小小精细活“拿捏”； 此外，现场少不了各种机器人的 花式整活 ： 全球首个纯电驱拟人奔跑的全尺寸人形机器人“天工”能以6公里/小时的速度稳定奔跑； “石头剪刀布”玩家机器人几乎可与人类同时出招，无论手势如何快速变化皆能实时回应； 被赋予“表情包达人”的仿生脸机器人仅在一张脸上就有30个指甲盖大小的传感器，能实时精准模仿人的表情…… 01 · 人形机器人 什么限制了人形机器人的“进厂”和“入户”？ 日历翻到2024年，人形机器人行业可谓一日千里。 产业界都在试图回答一个问题——在高性能的多模态模型驱动下，人形机器人能实现什么样的目标。 毕竟，人形机器人与其他特定情形机器人最大区别的就在于应用场景的多元化，想要大规模落地，前提就必须达到 「通用性」 。 汽车工厂，已经先为其买单。 02 · 人形机器人 人形机器人：技术储备、产业链及市场化进程全解析 去年11月初，工业和信息化部印发了《人形机器人创新发展指导意见》，将人形机器人定位为“集成人工智能、高端制造、新材料等先进技术，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，将深刻变革人类生产生活方式，重塑全球产业发展格局”的科技竞争新高地、未来产业新赛道，以及经济发展新引擎。 那么从技术储备、产业链及市场化进程三大维度如何看， 点击文章即可了解。 03 · 陪伴机器人 强AI时代，高陪伴需求 对家庭“新成员”的紧迫需求，让家庭服务机器人，特别是陪伴机器人再度成为大众关心话题。 对于陪伴机器人，其核心尤在人机交互能力，更依赖人工智能解决情感需求。当前，随着生成式AI的迅猛发展，能更好帮助陪伴机器人读懂、觉知人类感受，将有望重塑人机情感交互模式。 当然，陪伴机器人的发展也必定离不开诸如传感器、智能芯片技术、底盘技术、云服务平台、SLAM系统、整机操作系统等等 。 04 · 工业机器人 中国工业机器人市场：2025年翻番！ 2010年前后，中国作为“世界工厂”，工业机器人在政策推动、工厂需求等多重因素推动下，接棒成为全球最大市场。 作为智能制造的重要一环，新能源汽车与锂电产业都在成为中国工业机器人增长的主引擎。 （点击图片即可了解详情） 未来，工业机器人的发展以提升应用广度和深度为方向，其中运动控制技术、控制系统技术促进产品性能提升，AI、AR等相关技术将进一步促进智能化提升。 05 · 工业机器人 谁“捧红”了工业机器人？ 在人口红利消失和机器人制造门槛下降的背景下，机器人和智能设备产业的发展越来越受到社会各界的广泛关注。 其中，机器人更被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。 虽然工业机器人发展迅猛，但仍然具备一些市场痛点，比如全自动化方案的缺失，高效但不智能，特殊需求难以满足等等。 06 · 工业机器人 OpenAI宣布进军的机器人行业是什么现状？ 连OpenAI都看重的领域现在到底发展到什么阶段了？中国在该领域又有哪些建树？ 以工业领域为例，作为机器人起源与最先落地的应用领域，工业机器人在整个机器人产业中占据重要地位，以其具备自动控制、可重复编程、多用途功能的特性，多以固定或移动的方式被广泛应用于汽车制造、3C设备生产、金属机械加工、工业物流仓储、塑料化学产品生产等行业。 07 · 高精度位置传感器 EV起量，高精度位置传感器“起飞” 对外部磁场几近“免疫”的能力，成为艾迈斯欧司朗位置传感器“入主”高性能应用领域的核心优势。 这个高性能应用领域，必然也有人形机器人的一席之地。 而人形机器人除了需要AI大脑，高性能传感器必不可少——通过传感器收集环境信息，利用机械执行器进行物理操作，或者通过机器人等具体实体与人类和环境进行实时互动。 以位置传感器为例，它是当前服务、工业机器人中最广泛使用的传感器技术之一， 几乎机器人的每个关节都使用两个或多个位置传感器。 08 · 激光雷达 LiDAR翻红， 激光雷达不止“车载”。 在汽车之外，激光雷达也再次“起范儿”，彰显多元化赛道比如工业领域、机器人等的潜力。 如今越来越多的企业在工厂、仓库、港口和其他商业环境中采用智能自动化，因此激光雷达广泛应用于工业机器人、机械臂、AGV、智慧物流、智慧仓储、安防巡检、无人叉车、交通监控等领域。 同时，据研究表明，受机器人出货量提升及单台机器人激光雷达安装数量增加所推动，近年来激光雷达市场行情也“水涨船高”。预计全球机器人激光雷达解决方案市场将以50.6%的复合年增长率快速增长，到2030年市场规模有望达到2162亿元市场规模，其中，中国市场预计占据31.8%。

一、基本介绍 50多年前，激光技术的发展催生了激光雷达 (LIDAR) 系统，该系统在距离计算方式上取得了突破。激光雷达的原理与雷达所使用的原理非常相似。主要区别在于雷达系统检测物体反射的无线电波，而激光雷达则使用激光信号。这两种技术通常采用相同类型的飞行时间方法来确定物体的距离。然而，由于激光的波长比无线电波短得多，因此激光雷达系统可提供卓越的测量精度。激光雷达系统还可以检查反射光的其他属性，例如频率内容或偏振，以揭示有关物体的其他信息。 激光雷达系统现在的应用范围不断增加。这包括自动驾驶、地质和地理测绘、地震学、气象学、大气物理、监视、测高、林业、导航、车辆跟踪、测量和环境保护。 图1. 带有光谱仪器数字化仪的激光雷达扫描 二、激光雷达配置 为了满足多种不同的应用，激光雷达系统具有多种设计和配置。 每个系统都需要合适的光电传感器和合适的数据采集设备。 光检测系统中信号，要么是不相干的，其中直接能量是通过反射信号的幅度变化来测量的；要么是相干的，其中反射信号频率的变化（例如由多普勒效应引起的频率变化）或其相位被观察到。类似地，光源可以是低功率微脉冲设计，其中传输间歇脉冲序列，也可以是高能量光源。微脉冲系统非常适合需要“人眼安全”操作的应用（例如测量和地面车辆跟踪），而高能系统通常部署在长距离和低水平反射的地方（如大气物理学和气象学研究）。 每个激光雷达系统都需要使用适当的传感器来检测反射的激光信号并将其转换为电信号。最常见的传感器类型是光电倍增管（PMT）和固态光电探测器（例如光电二极管）。一般来说，PMT用于可见光应用，而光电二极管则更常见于红外系统。然而，这两种传感器类型都被广泛使用，并且选择很大程度上取决于需要检测的光特性、所需的性能水平和成本。 最重要的是，传感器产生需要采集和分析的快速电信号。对于大多数LIDAR应用，信号采集卡最流行的外形尺寸是PCIe，因为这使得它们可以直接安装在大多数现代PC内。PCIe是我们许多数字化仪供应商提供的一种外形规格。这是创建功能强大、易于使用的数据采集系统的简单方法。由于PCIe总线提供非常高的数据吞吐率，因此信号采集、数据传输和分析功能通常比其他更传统的采集系统快得多。我们还提供数字化仪NETBOX、基于LXI/以太网的紧凑型设备或PXIe等行业标准，对于具有空间限制或振动问题的移动环境（例如机载或移动激光雷达）来说，这是一个不错的选择。 图2. 大气激光雷达扫描 三、激光雷达性能等级 对于LIDAR应用，存在三个独立的性能等级： 1.最快的光脉冲 为了捕获和分析非常快的信号，数字化仪需要高达5 GS/s的采样率和超过1 GHz的高带宽。此类数字化仪的一个示例是TS M4i.22xx系列。M4i.22xx系列在PCIe和PXIe平台上每卡提供多达4个通道，在LXI平台上提供多达24个通道。这种组合使这些卡非常适合与产生纳秒甚至亚纳秒范围脉冲的快速传感器一起使用。此外，5 GS/s的快速采样率可实现亚纳秒分辨率的定时测量。它非常适合需要检测和测量小频移（例如由多普勒效应产生的频移）的情况。 2.适用于低电平信号和高灵敏度 当需要宽信号动态范围和非常高的灵敏度时，数字化仪需要能够以几百MS/s的采样率和匹配的带宽采集幅度低至毫伏范围的信号。垂直分辨率需要高，最好是16位。例如，德思特M4i.44xx系列在500 MS/s下具有14位分辨率，在250 MS/s下具有16位分辨率。这些装置还具有从±200 mV到±10 V的可编程满量程增益范围，使其适合需要观察和测量低电平信号和小幅度变化的应用。 3.具有低成本效益的中档性能 第三组适用于需要高灵敏度但时序要求不高的应用。高达100 MS/s的采样率和16位垂直分辨率（如TS M2p.59xx系列）适合该应用领域。这些装置用于需要高信号灵敏度的长距离激光雷达应用，也用于需要高密度、多通道记录的情况。 数字化仪包括多种不同的采集模式，可有效利用数字化仪的板载内存并提供超快触发功能，从而不会错过任何重要事件。这些模式包括多重采集和门控采集，并配有时间戳、FIFO流或基于FPGA的高速块平均。

艾迈斯欧司朗 @CIOE 中国光博会 2024， 中国·深圳国际会展中心（宝安新馆）， 6号馆·C55展位 ， 01 30+DEMO 探索光学新天地 EVIYOS®新应用 汽车级芯片技术的工业新应用，引领智慧城市新视像。 dTOF技术 开创性的1D、2D和3D传感技术，符合精确、安全、小型化需求，令工业、消费等终端产品可实现更多创新应用。 机器视觉 领先的全局快门(CMOS)成像传感技术和丰富的光源产品（LED/IRLED/VCSEL）组合。 激光雷达 艾迈斯欧司朗的EEL和VCSEL技术领先地位在全球激光雷达市场得到广泛认可。 舱内传感 针对驾驶员和座舱内的创新传感器解决方案(ICS)，助推智能座舱及辅助驾驶加速普及。 AR / VR 用于近眼显示的 激光发射模块，将智能眼镜的光学引擎尺寸再次减小。 图像增强 光谱颜色传感、光源闪烁检测、自动白平衡(AWB)等图像增强技术满足更高质量拍摄需求。 体征监测 创新型生物识别光学传感器解决方案和元器件，支持运动追踪、分析和健康监测应用， 包括心率、体温和血氧饱和度， 体积小巧，易于集成。 02 新品+新应用 彰显技术/应用创新实力 艾迈斯欧司朗将在H6 C55展台现场发布多款创新产品：新款 IR LED、ToF（飞行时间）传感器以及蓝激光产品。 此外， 我们还将与合作伙伴联合推出 EVIYOS® 的创新应用 。这项智能多像素、独立可控发光芯片的 EVIYOS® 技术在汽车前照灯领域已广受好评，此次在工业等领域的应用将再次证明市场潜力！ 03 两场Live直播 云打卡 “光+万物” 展会次日， 与艾迈斯欧司朗相约云端，共探光之奥秘！ 艾迈斯欧司朗展台Show 跟随大咖脚步， 一睹现场精彩DEMO的风采

8通道915nm SMT脉冲激光器可增强自动驾驶汽车的远距离激光雷达系统； 经过AEC-Q102认证的8通道QFN封装，具有高性能和高效率，采用艾迈斯欧司朗专有的波长稳定技术； 基于20多年的脉冲激光器技术经验。 全球领先的光学解决方案供应商艾迈斯欧司朗（瑞士证券交易所股票代码：AMS）近日宣布，将推出创新的高性能8通道915nm SMT脉冲激光器——SPL S8L91A_3 A01，为自动驾驶赋能，简化系统设计并提升性能，使长距离探测的激光雷达更高效和可靠。 采用QFN封装的SPL S8L91A_3被应用到乘用车、卡车和无人驾驶出租车等自动驾驶汽车的激光雷达系统中，大幅提升了自动驾驶系统的运行，导航，和数据处理能力。 自动驾驶应用中，SPL S8L91A_3 A01被应用于旨在显著提升远距离高分辨率激光雷达系统。凭借AEC-Q102认证且采用QFN封装的8通道EEL（边缘发射激光器），艾迈斯欧司朗现在提供更加多样化的红外元器件供系统开发人员选择。该款新产品的峰值光功率为1,000W，效率高达30％，性能出众。 自动驾驶是讨论最多的关于未来的话题之一，大多数系统供应商坚信，激光雷达对高阶自动驾驶必不可少。 20多年来，在汽车激光雷达脉冲红外激光器的开发和生产领域，艾迈斯欧司朗一直是自动驾驶市场重要参与者——交付的产品已超过2,000万台，经验和质量都被市场充分认可。 SPL S8L91A_3 A01是基于公司在汽车激光雷达技术领域丰富经验而推出的最新产品阵容。 SPL S8L91A_3 A01是先进的红外高功率SMT激光器，为激光雷达应用量身打造，采用单片集成8通道设计，每个激光器通道提供125W的功率，即总峰值光功率为1,000W，极大地增强对高速公路自动驾驶至关重要的远距离激光雷达系统的性能。该款激光器有4个可单独寻址的阳极，每个阳极连接到两个并行操作的激光器通道。得益于寻址功能，客户能够灵活地设计最终产品。 采用一体化激光器封装可以实现更紧凑、更高效的设置，无需多个元器件之间对准，因此设计和制造过程得以简化。这种集成不仅缩短开发时间，还显著提高最终产品的可靠性与性能。该款激光器的设计中采用艾迈斯欧司朗专有的波长稳定技术，可大幅减少因温度变化引起的波长漂移，从而提高激光雷达系统的信噪比（SNR)并扩大侦测范围。 SPL S8L91A_3 A01旨在满足汽车行业的严格要求，性能规格符合并超越AEC-Q认证标准。该款激光器的QFN封装是保障可靠设计的关键，可提供满足汽车环境挑战的持久解决方案。除可大规模应用于自动驾驶汽车的激光雷达系统之外，该新款激光器可应用于工业激光雷达，可提升机器人、安防监控、智慧城市和最后一公里交付等应用的性能。 艾迈斯欧司朗激光雷达高级首席工程师Clemens Hofmann 指出： 我们的新款8通道激光器模块将为自动驾驶行业带来革新。它能够简化系统设计并提升性能，使远距离激光雷达系统更加有效和可靠。通过集成我们先进的波长稳定技术，可确保在不同工作条件下都能保障优异的性能。

近期，自动驾驶在各城市落地中引起了大量讨论话题。在国内，百度旗下萝卜快跑平台在武汉被允许在主城区的大半道路上自由通行，真正的“无人驾驶出租车”开始进入大众视线中；上海发放首批完全无人载人车牌照，浦东部分路段开启应用；广州拟立法支持智能网联汽车发展，正在向社会广泛征求意见...... 而在国外，特斯拉首席执行官埃隆·马斯克于7月24日表示，特斯拉的Robotaxi 计划于10月10日发布，其FSD（全自动驾驶）近日推送了最新的V12版本，大幅提升智能驾驶能力，实现感知决策执行一体化并预计在12.6版本发布后登陆中国、欧洲和其他国家。 随着越来越多互联网企业、车企、出行企业进入布局智能驾驶领域，技术发展与应用落地为人们的出行带来新的选择和便利，同时也引发公众对安全性的关注和讨论。 高阶智驾的发展是无人驾驶系统在技术层面落地的基石，而感知是智能驾驶的先决条件，车辆的传感器需要通过严苛的可靠性验证，方可保障智能驾驶的行驶安全。 本期“专家访谈”栏目，我们邀请到广电计量集成电路测试与分析事业部资深技术专家王河清博士，探讨智能驾驶中传感系统面临的安全性挑战以及如何助力提升系统及产品测试效率和设计质量等问题。 王河清 广电计量 激光雷达及光电子 资深技术专家 工学博士，负责广电计量激光雷达及光电子芯片测试，具有多年的激光器探测器设计研发和测试经验，主导广电计量承接的灵明光子、老鹰半导体等多 款AEC-Q102产品认 证项目。 01 随着无人驾驶、NOA功能（高阶智能驾驶辅助）等技术落地，传感系统起到了什么关键作用？ 王河清：得益于人工智能、传感器和大数据技术的进步，智驾技术已经从“自动泊车”“自适应巡航”等简单的辅助驾驶功能发展到应对复杂城市环境的高级系统。具备智能驾驶能力的车辆通过感知系统收集周围环境的高精度数据实现周围环境感知，结合计算机视觉、人工智能、高精度地图等智能系统做出相应的驾驶决策辅助或执行。 高级辅助驾驶系统（ADAS）主要包括感知系统（感知层）、计算分析（决策层）、控制执行（执行层） 三大模块，其中感知是智能驾驶的先决条件，其探测的精度、广度与速度直接影响智能驾驶的行驶安全。 由于高阶智能驾驶逐步脱离人工控制，因此车辆需要提高安全冗余设计，具备更强的环境感知能力以应对各种极端和难以预测的长尾场景情况，从精度、准确性、探测距离、实时处理能力、多传感器融合能力等多方面综合评估其稳定与可靠性，例如提前发现远距离的潜在危险、在恶劣条件下保持良好感知等，为系统反应争取更多时间。 02 传感器是感知系统的核心部件之一，激光雷达因其综合性能强大常应用于各类高阶智能驾驶的传感方案中，它的核心优势以及挑战是什么？ 王河清：目前国内大部分车企选择“多传感器+高精地图”技术路线，像 “萝卜快跑”所使用车辆的车顶上整合了主激光雷达、摄像头、毫米波雷达与超声波雷达等多种传感器。其中，激光雷达相较于其他传感器，核心优势在于能提供高精度、高分辨率的三维空间信息，对环境感知更精准全面。但是各参数之间的差异将会直接影响激光雷达的测距能力和感知精准度，衡量激光雷达核心性能的参数包括线束、探测距离、分辨率、视场角FOV、点频等。 例如，在障碍物规避中，自动驾驶汽车感知引擎需要在足够的时间内识别道路危险，以便进行安全操作，比如刹车以避开轮胎碎片。以高速公路上正常速度行驶的车辆为例，从发现目标障碍到安全停止的刹车距离大约在200-250米，在恶劣天气下刹车距离还会延长，因此激光雷达的探测距离最好要大于300m。在超远探测距离下，同样也需要雷达线束和分辨率越高越好，激光雷达线束越多，分辨率越高，可以更清晰完整收集到各类物体的3D轮廓，可以用更多的点云数量检测和识别远处小物体如轮胎、锥桶、儿童等，有效提高测量精准度，提升智能驾驶的安全性。总的来说，激光雷达各项参数在规定的指标上冗余越多，车辆安全性则得到更好的保障。 然而，当前高昂的成本限制了其在更广泛汽车市场的大规模普及。要降低成本，不仅需要在技术方面进行创新，探索新材料和更高效的制造工艺，还需通过大规模量产来分摊研发和生产成本，同时要对供应链进行优化，降低原材料和零部件的采购成本。 在市场需求方面，随着汽车智能化的加速发展，行业对激光雷达的需求呈现迅猛增长的趋势。据相关市场研究报告，预计到 2025 年，全球汽车激光雷达市场规模将超过 50 亿美元，年复合增长率高达 30%以上。 03 基于激光雷达在汽车中的应用场景和汽车自身的高可靠性要求，激光雷达及其组件要进入车用供应链，必须通过严苛的可靠性验证。目前主要参考哪些法规与标准以确保产品的安全性、可靠性和性能？ 王河清：法规与标准明确规定了激光雷达及其组件在性能、可靠性、耐久性等方面必须达到的最低要求，确保不同厂家生产的激光雷达及其组件在质量和性能上具有一致性和可比性，降低了整个供应链的风险。 2024年初，中国汽车工业协会批准正式发布了2项团体标准T/CAAMTB 180-2023《车载闪光式固态激光雷达技术要求及检测方法》和T/CAAMTB 181-2023《车载激光雷达用激光发射器技术要求及检测方法》，广电计量参与编制。两项标准针对车载闪光式固态激光雷达和车载激光雷达用激光发射器的术语和定义、性能测试和检验规则提出规范要求，填补了国内相关领域的空白，为企业、科研院所、检测及认证机构的测试及研究提供指导和参考。 在激光雷达整机领域，车规要求尚没有明确的标准，一般参考的是ISO 16750/ GB/T 28046系列、IEC 60068-2/ GB/T 2423系列等通用可靠性标准规范以及T/CAAMTB 180-2023等团体标准。测试范围覆盖参数测试、电气性能检测和可靠性测试方面。 在激光雷达零部件领域， AEC-Q是目前公认、通用的光电半导体国际可靠性验证标准，可为相关产品提供全面详尽的验证方案。同时也有效解决了国产元器件不敢用、怎么用的问题，切实提升供应链合作的深度与黏性。 激光雷达元器件按照不同功能，适用于不同的AEC-Q标准，如SOC等集成电路芯片适用于AEC-Q100、激光器脉冲驱动电路中的分立器件适用于AEC-Q101、激光器、探测器等光电器件适用于AEC-Q102等。只有通过相对应的标准规定的全部测试项目且AEC-Q试验要求零失效，供应商方可宣称该产品已通过相应的 AEC-Q 认证。 04 广电计量如何帮助激光雷达产业链包括整机和零部件厂商提高其可靠性和质量？ 广电计量是国内率先构筑了车规级检测能力的第三方检测机构之一，承建了工业和信息化部的“集成电路芯片应用验证平台”和广东省工业和信息化厅的“汽车芯片检测公共服务平台”，参与了多项激光雷达行业标准撰写，具备完整的激光雷达功能检测及车规可靠性检测认证能力，为各大头部厂商提供专业服务。 广电计量是国内第一家完成激光发射器、探测器全套 AEC-Q102 车规认证的第三方检测机构，具备 VCSEL、LED、APD、SPAD 等激光器和探测器批次性验证试验能力。截止到2024 年 7月，广电计量共计完成了 超20 款激光器和探测器芯片的 AEC-Q102 认证，试验项目累计超过 500 项。 在整机车规可靠性上，广电计量服务能力覆盖 ISO 16750 系列/GB/T 28046 系列、IEC60068-2 系列/GBT 2423 系列及 T/CAAMTB 180-2023 等标准规范。具备车载激光雷达相关性能全参数测试能力，可以为各头部雷达厂商及主机厂提供激光雷达及相关产品从元器件到总成的一站式技术服务，满足车规级自动驾驶的测试需求。