固態(tài)激光雷達(dá)的案例
和機(jī)械式旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)相比，MEMS固態(tài)激光雷達(dá)有哪些優(yōu)勢和劣勢？
目前最炙手可熱的就是混合固態(tài)結(jié)構(gòu)的激光雷達(dá)了，我們看到除了不差錢的FF91，其他車款都使用了混合固態(tài)激光雷達(dá)的方案。在自動駕駛領(lǐng)域，混合固態(tài)結(jié)構(gòu)應(yīng)該是目前集合了可靠性、性能、成本的最佳解決方案。
目前激光雷達(dá)雖然有著毫米波雷達(dá)和攝像頭不可比擬的優(yōu)勢，但現(xiàn)階段產(chǎn)品還不夠完善，成本還是過高，這也是特斯拉目前棄用激光雷達(dá)的主要原因。那么當(dāng)激光雷達(dá)被大面積普及，成本不再是困擾車企的的因素時，特斯拉是否會加入激光雷達(dá)的陣營？讓我們拭目以待。本文對您有幫助的話請持續(xù)關(guān)注我，后續(xù)會帶來更多內(nèi)容。本文首發(fā)于易車。（部分圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
xiaoz2015
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機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)是目前市場上比較成熟的方案。但是由于光學(xué)部分，電子部分和機(jī)械結(jié)構(gòu)都是旋轉(zhuǎn)工作的，對機(jī)械結(jié)構(gòu)件加工精度要求很高，而且，由于中心不對稱，屬于偏心轉(zhuǎn)動，長期器件磨損很嚴(yán)重，可靠性相對較低。
激光雷達(dá)細(xì)分下來，可以大體分為三類，一類是傳統(tǒng)機(jī)械旋轉(zhuǎn)式雷達(dá)，一類是混合固態(tài)，也是目前比較火的一類，混合固態(tài)細(xì)分可以拆分為棱鏡方案和MEMS方案，另一類，是純固態(tài)的方案，細(xì)分可以拆分為，相控陣方案和Flash方案。
幾中主流的激光雷達(dá)優(yōu)缺點，
總結(jié)一下，目前主流的ADAS領(lǐng)域用于研究的大多是機(jī)械旋轉(zhuǎn)式雷達(dá)，近期華為大疆等在做的和發(fā)布的大多是混合固態(tài)雷達(dá)，大家未來想要突破的是純固態(tài)激光雷達(dá)！
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我先羅列一下我自己知道的：
和機(jī)械式旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)相比，MEMS固態(tài)激光雷達(dá)
優(yōu)勢：
1、機(jī)械式旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)又大又重，生產(chǎn)效率低且成本高昂。
展開 一徑科技李云翔：高性能·低成本·可量產(chǎn)車規(guī)級全固態(tài)激光雷達(dá)助推智能駕駛
從原理看，車規(guī)激光雷達(dá)與消費類也不同，投影儀主要是發(fā)射設(shè)備，沒有接收功能。車載激光雷達(dá)要求有一定的掃描范圍，比如前向雷達(dá)要求120度視場角。從激光雷達(dá)發(fā)展看，現(xiàn)在的激光雷達(dá)技術(shù)與原來放在車頂上的機(jī)械式雷達(dá)已經(jīng)不可同日而語。就像機(jī)械式硬盤和固態(tài)硬盤，以前電腦用的是旋轉(zhuǎn)式硬盤，用磁頭來讀取數(shù)據(jù)。其可靠性、抗振動或沖擊能力比較低，容易在高速運動狀態(tài)損壞。從機(jī)械轉(zhuǎn)向固態(tài)，既提高了可靠性和壽命，還有助于降低成本。激光雷達(dá)也是這樣走的。
最早的雷達(dá)價格堪比一輛高檔汽車。當(dāng)時美國Velodyne（威力登）的旋轉(zhuǎn)式雷達(dá)要賣幾十萬，現(xiàn)在該公司的雷達(dá)是半固態(tài)的。不過，大家都在往全固態(tài)方向走。目前，車載激光雷達(dá)的大部分市場份額都被國際巨頭占有，面對壟斷，國內(nèi)廠商，包括初創(chuàng)企業(yè)該如何應(yīng)對呢？
李云翔說：“這是一個有意思的話題，不像其他雷達(dá)或芯片，國外車載激光雷達(dá)的起步時間比國內(nèi)也就早個兩三年。所以，從技術(shù)上講，國內(nèi)現(xiàn)在的技術(shù)不輸國外廠商。這幾年，最關(guān)鍵的是看誰能有創(chuàng)新的獨特設(shè)計，誰能拿出產(chǎn)品，實現(xiàn)快速落地。因為這個行業(yè)沒有前人的東西可以復(fù)制和參考，所以要求從新做起?！? 一徑科技MEMS器件可靠性數(shù)據(jù)
他認(rèn)為，與國際廠商相比，國內(nèi)廠商在價格上也比較便宜，不只是固態(tài)雷達(dá)比機(jī)械式便宜，因為研發(fā)成本、生產(chǎn)資料成本、人工成本都有優(yōu)勢。另外，因為激光雷達(dá)是很復(fù)雜的東西，要上車除了基本性能外，還有很多工作要做，對客戶的支持和響應(yīng)也是國內(nèi)企業(yè)的優(yōu)勢。
3D感知為出行更安全多加一把鎖
李云翔還從ADAS和自動駕駛角度闡述了激光雷達(dá)的重要性。他表示，自動駕駛越來越要求減少人的介入。無論是ADAS和L3，場景的適應(yīng)性是一個大問題，擺在純攝像頭和毫米波雷達(dá)面前的問題是顏色的識別，如特斯拉幾次事故都是因為無法識別白色的對象。
展開 智芯文庫 | 一文看懂激光雷達(dá)
1000 美元以下，平均每車裝載 5 個激光雷達(dá)，單車預(yù)計 5000 美元以下，而機(jī)械雷達(dá)和固態(tài)雷達(dá)將采取不同的方式降低自身產(chǎn)品成本。
活動 | 激光雷達(dá)種類那么多，究竟誰才是高級別自動駕駛的終極解決方案
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上海希邁汽車會議
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相信對于“2021是激光雷達(dá)在汽車行業(yè)中的元年”這一說法，大家都已經(jīng)不陌生了。據(jù)統(tǒng)計，僅今年推出的配備激光雷達(dá)的車型就高達(dá)23款，各個造車新勢力與主流車廠都在積極推出支持自動駕駛技術(shù)的車型，而激光雷達(dá)作為實現(xiàn)L3及以上自動駕駛的核心傳感器，熱門程度不言而喻。
根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，激光雷達(dá)可分為三大類：機(jī)械式激光雷達(dá)、混合固態(tài)（或半固態(tài)）激光雷達(dá)與全固態(tài)激光雷達(dá)。機(jī)械激光雷達(dá)帶有控制激光發(fā)射角度的旋轉(zhuǎn)部件，是最早、也是目前最常見的應(yīng)用在自動駕駛汽車上的激光雷達(dá)類型。但隨著技術(shù)的發(fā)展，新玩家不斷出現(xiàn)，市場趨勢也逐漸向去掉機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，依靠電子部件來控制激光發(fā)射角度，將激光雷達(dá)固態(tài)化這一方向改變。那么在這眾多的種類中，究竟哪一種激光雷達(dá)會成為未來高級別自動駕駛的終極解決方案呢？
機(jī)械式激光雷
達(dá)作為最早面世與投入使用的產(chǎn)品，擁有技術(shù)成熟、掃描速度快、測量精度高、可視范圍廣、抗光干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢，但同時，光路調(diào)試、裝配復(fù)雜、生產(chǎn)周期漫長等原因也導(dǎo)致產(chǎn)品有著較高的研發(fā)制造難度與造價成本。此外，由于內(nèi)部旋轉(zhuǎn)部件的體積與重量問題，機(jī)械式激光雷達(dá)并不易于集成到車體之中，往往以存在感很強(qiáng)的方式出現(xiàn)在車輛頂部。
混合固態(tài)激光雷達(dá)
指用半導(dǎo)體“微動”器件來代替宏觀機(jī)械式掃描器，在微觀尺度上實現(xiàn)雷達(dá)發(fā)射端的激光掃描方式，減少了旋轉(zhuǎn)幅度與體積，從而提高產(chǎn)品的可靠性、降低生產(chǎn)成本。
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國產(chǎn)激光雷達(dá)領(lǐng)軍企業(yè)鐳神智能完成近3億元C輪融資
鐳神智能是最早布局轉(zhuǎn)鏡式混合固態(tài)激光雷達(dá)的公司之一，并成功打造了國內(nèi)首個、全世界第二個獲車規(guī)認(rèn)證的激光雷達(dá)——CH32混合固態(tài)激光雷達(dá)，目前已經(jīng)規(guī)模化交付東風(fēng)悅享量產(chǎn)前裝車型生產(chǎn)。今年4月上海車展上，鐳神智能達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平的車規(guī)混合固態(tài)激光雷達(dá)CH128X重磅全球首發(fā)，其基于高線束混合固態(tài)激光雷達(dá)小型化技術(shù)的突破，不僅擁有測距遠(yuǎn)、視場寬、分辨率高的卓越性能，而且整機(jī)尺寸大大縮小。其中，CH128X1整機(jī)尺寸僅118x90x75mm，窗口片尺寸更是僅85.3x66.8mm，更適合嵌入車頭進(jìn)氣柵位置，兼顧整車設(shè)計美觀的要求；而CH128X2尺寸更進(jìn)一步縮小，高度僅僅45mm，更適用于把激光雷達(dá)嵌入車頂?shù)闹鳈C(jī)廠客戶。各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了世界行業(yè)的領(lǐng)先水平，受到了國內(nèi)外汽車主機(jī)廠及各應(yīng)用行業(yè)的高度關(guān)注和廣泛好評。
△CH128X1混合固態(tài)激光雷達(dá)
△CH128X1路測點云效果
CH128X的推出及其持續(xù)的性能優(yōu)化已獲得海內(nèi)外眾多汽車主機(jī)廠的青睞和認(rèn)可，并已與金龍、五菱、東風(fēng)悅享、陜汽等多個行業(yè)主流客戶達(dá)成深度合作并獲得重要訂單。
△鐳神智能與東風(fēng)悅享簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議
為全面滿足車規(guī)激光雷達(dá)市場需求，鐳神智能今年在徐州已經(jīng)投資建立了新的全自動激光雷達(dá)生產(chǎn)基地，第一階段的建設(shè)面積達(dá)15000平米。本輪融資將助力鐳神智能在新工廠導(dǎo)入SMT標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)線，并將在車規(guī)級激光雷達(dá)生產(chǎn)全流程實現(xiàn)工藝導(dǎo)入自動化，全面提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本以及保障產(chǎn)品的一致性。該生產(chǎn)基地將只生產(chǎn)車規(guī)級激光雷達(dá)產(chǎn)品，目前已進(jìn)入產(chǎn)線調(diào)試階段，9月份即可投入生產(chǎn)。預(yù)計2021年產(chǎn)能為20萬臺每年，2022年28萬臺，2023年可達(dá)50萬臺以上。
展開 激光雷達(dá)66起融資背后
備注1：
目前，激光雷達(dá)市場仍處于百花齊放的階段，技術(shù)路線各異。
由于激光雷達(dá)的硬件制作過程中，掃描部件是成本最大也最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。該部件會直接影響激光雷達(dá)的性能。主流車載激光雷達(dá)依靠核心器件分類，可歸為三大類：
1、機(jī)械
激光雷達(dá)通過整體旋轉(zhuǎn)，對物體進(jìn)行360度掃描。該路線在三者中最為成熟，有掃描速度快、抗光干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點。但存在成本高、視場角小、體積大和結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題，多搭載于Robotaxi。主要供應(yīng)商有Velodyne、Valeo、Luminar、速騰聚創(chuàng)、禾賽科技與鐳神智能等企業(yè)。
2、混合固態(tài)
激光雷達(dá)掃描模塊運動，但收發(fā)模塊不運動，進(jìn)一步細(xì)分為MEMS、轉(zhuǎn)鏡式和棱鏡式三種路線。目前，主流車企在量產(chǎn)車上多采用混合固態(tài)路線的產(chǎn)品，技術(shù)成熟再進(jìn)階到純固態(tài)激光雷達(dá)。主要供應(yīng)商有Velodyne、Ibeo、Innoviz、Innoluce等企業(yè)。
3、純固態(tài)
掃描模塊與收發(fā)模塊均不運動，這一路線中主要有OPA和Flash兩種分支。因其沒有運動部件，成本更低、體積更小且可靠性更高。但純固態(tài)方案目前成熟度不高，大規(guī)模裝車產(chǎn)品有待進(jìn)一步研發(fā)。
展開 激光雷達(dá)最早9月上市，這8款智能汽車將搭載
小鵬P5的激光雷達(dá)供應(yīng)商是Livox ，Livox 將為小鵬汽車從2021年開始量產(chǎn)的全新車型提供車規(guī)級激光雷達(dá)技術(shù)，助力小鵬汽車打造行業(yè)領(lǐng)先的智能出行全新感知方案。
Livox的Horiz（左） 與Horizon（右）激光雷達(dá)
2. WEY
不同于傳統(tǒng)的機(jī)械式激光雷達(dá)，摩卡搭載了由1個遠(yuǎn)程激光雷達(dá)+2個中程激光雷達(dá)組成的全固態(tài)激光雷達(dá)系統(tǒng)，這也是全球首款量產(chǎn)車規(guī)級高性能全固態(tài)激光雷達(dá)。角分辨率達(dá)到了0.05°*0.07°，比目前普遍采用的機(jī)械式激光雷達(dá)性能提高了5倍，達(dá)到全球領(lǐng)先水平。今年4月份開始預(yù)售，11月交付。
WEY摩卡除了配備激光雷達(dá)外還配備了8個毫米波雷達(dá)、3個攝像頭、2個控制器以及高精度地圖等傳感器設(shè)備,可實現(xiàn)車輛在自動駕駛時的自適應(yīng)巡航、車道保持、換道、超車、加減速等功能。并具備HWA高速駕駛輔助、NOH高速自動領(lǐng)航、HWP高速公路領(lǐng)航三個等級的智能駕駛的能力,具備完整的準(zhǔn)L3級自動駕駛水準(zhǔn)。
摩卡搭載的德國Ibeo NEXT 4D固態(tài)激光雷達(dá)，采用艾邁斯半導(dǎo)體的垂直腔表面發(fā)射激光（VCSEL）技術(shù)，并將其作為核心組成部分，F(xiàn)LASH成像技術(shù)可生成高分辨率的3D點云數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)可靠的目標(biāo)探測。
展開 主流激光雷達(dá)分類及原理
評價一款激光雷達(dá)產(chǎn)品，要從性能、技術(shù)成熟度、成本、“車規(guī)”化等多個維度去衡量。
機(jī)械式激光雷達(dá)：目前是自動駕駛公司的主流方案，技術(shù)成熟可靠，具備360度視場角，高分辨率等性能優(yōu)勢，但限于工藝等因素難以量產(chǎn)。部分機(jī)械雷達(dá)廠商正在通過芯片化的路線提高生產(chǎn)效率，降低成本，并使其符合車規(guī)?？紤]到固態(tài)雷達(dá)的迭代過程，短期內(nèi)機(jī)械式激光雷達(dá)仍將是自動駕駛的主流選擇。
MEMS等半固態(tài)激光雷達(dá)：目前技術(shù)相對成熟，能兼顧成本、性能、車規(guī)等要求，但抗沖擊可靠性存疑。長遠(yuǎn)來看，僅屬于過渡產(chǎn)品。
全固態(tài)激光雷達(dá)：長遠(yuǎn)看，激光雷達(dá)的主流趨勢會轉(zhuǎn)向全固態(tài)。Flash技術(shù)領(lǐng)先，但受限于元器件性能，無法實現(xiàn)遠(yuǎn)距離探測；OPA具有一定的技術(shù)壁壘；FMCW具有探測距離遠(yuǎn)，靈敏度高，抗干擾能力高，成本低，功耗低等特點，但技術(shù)門檻高，對系統(tǒng)集成，信號處理要求很高，目前尚未量產(chǎn)。
總的看來，激光雷達(dá)固態(tài)化會持續(xù)推進(jìn)，技術(shù)仍然有很長的探索期。
參考文獻(xiàn)：
1.Sandborn, P. A. M. (2017). FMCW Lidar: Scaling to the Chip-Level and Improving Phase-Noise-Limited Performance. eScholarship, University of California.
2.SENSING-AIOT.(2021). LiDAR: FMCW vs. ToF. http://4da.tech/?p=272
3.AEye, Inc.(2021)Time of Flight vs. FMCW LiDAR Side-by-Side Comparison FMCW sToF_21_0113.
4.Liu, Z., Zhang, F., & Hong, X. (2021).
展開 激光雷達(dá)感知方案
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導(dǎo)讀：
本
文對不同類型激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)進(jìn)行
分析，并且針對機(jī)械式激光雷達(dá)和混合固態(tài)激光雷達(dá)視場角不同，在中低速和高速場景下分別對比各自的感知方案。
目錄
激光雷達(dá)數(shù)據(jù)對比
機(jī)械式雷達(dá)感知方案
混合固態(tài)雷達(dá)感知方案
總結(jié)
前沿：
由于混合固態(tài)雷達(dá)相比機(jī)械式激光雷達(dá)成本較低，也沒有旋轉(zhuǎn)器件過不了車規(guī)等問題，所以逐漸得到市場上的認(rèn)可。
目前已經(jīng)有不少主機(jī)廠采用混合固態(tài)或者固態(tài)雷達(dá)嘗試做量產(chǎn)落地。
激光雷達(dá)的應(yīng)用可能是未來無人駕駛的一種發(fā)展趨勢。
一、激光
雷達(dá)數(shù)據(jù)對比
1. 機(jī)械式采樣數(shù)據(jù)
機(jī)械式激光雷達(dá)在水平方向利用外部旋轉(zhuǎn)部件達(dá)到360°的采樣，垂直方向根據(jù)線束的不同，分辨率也不同。較常用的有16線激光雷達(dá)，32線激光雷達(dá)，64線激光雷達(dá)。
展開 華為汽車帝國版圖，揭開激光雷達(dá)背后的秘密！
因此，法雷奧也轉(zhuǎn)而研發(fā)固態(tài)激光雷達(dá)，包括采用基于MEMS技術(shù)的Scala 3中長距激光雷達(dá)（半固態(tài)），以及基于Flash技術(shù)的近距激光雷達(dá)（全固態(tài)），但兩者量產(chǎn)上車還未有時間表。
短期內(nèi)，全固態(tài)激光雷達(dá)因技術(shù)未成熟，仍屬于“明日之星”。不排除華為在全固態(tài)激光雷達(dá)上有秘密技術(shù)儲備，但是目前，為滿足其全棧式自動駕駛解決方案的量產(chǎn)上市，推出半固態(tài)激光雷達(dá)實現(xiàn)快速上車是最佳方案。
更為重要的是，相比主流激光雷達(dá)廠商的兩條腿走路，華為沒有歷史包袱，可以避開前人的坑，直接跳過相對簡單的低線數(shù)產(chǎn)品做起，而是從一開始就高舉高打，切入可量產(chǎn)的MEMS技術(shù)激光雷達(dá)，做到“等效96線”。
■華為的“葵花寶典”
在激光雷達(dá)賽道上，華為是一個新玩家，但用華為融合感知產(chǎn)品部總經(jīng)理段忠毅的話來說，“華為做激光雷達(dá)是‘跨行不跨界’。核心還是華為過去在ICT領(lǐng)域的積累，作為智能駕駛戰(zhàn)略的一個分支，華為激光雷達(dá)技術(shù)底座其實也來源于ICT。”
技術(shù)行不行，專利最有發(fā)言權(quán)。今年7月，世界知識產(chǎn)權(quán)組織國際局公布了一項華為激光雷達(dá)相關(guān)專利，從中可窺探出一二。
這是華為激光雷達(dá)領(lǐng)域覆蓋面最廣的專利，長達(dá)52頁，而大多數(shù)中文發(fā)明專利不超過20頁。專利中的玄機(jī)在于，雖然華為選擇MEMS激光雷達(dá)切入，但又不同于傳統(tǒng)的MEMS技術(shù)方案。
華為這樣設(shè)計的優(yōu)勢在于，其在光電領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)龐大，規(guī)模效應(yīng)突出，采購激光發(fā)射器和接收器的成本遠(yuǎn)比傳統(tǒng)激光雷達(dá)要低。
據(jù)悉，除了該專利，華為與激光雷達(dá)有關(guān)的發(fā)明專利共有42個，其中大部分處于審查階段。
“在成本方面，華為的96線激光雷達(dá)，暫時還做不到此前宣稱的100美元，但是基本在幾百美元左右?！比A為智能汽車解決方案BU總裁王軍表示。
這與市面上動輒數(shù)萬元，甚至幾十萬元的32線、64線或128線機(jī)械式激光雷達(dá)相比，已經(jīng)很具有吸引力。
展開 激光雷達(dá)核心技術(shù)及行業(yè)格局梳理
2.3.2 MEMS 激光雷達(dá)
MEMS激光雷達(dá)通過硅基芯片上微振鏡以一定諧波頻率的振蕩，來反射激光器的光線，從而以超高的掃描速度形成高密度的點云圖。由此改變單個發(fā)射器的發(fā)射角度進(jìn)行掃描，形成較廣的掃描角度和較大的掃描范圍。
?優(yōu)點：其核心光束操縱元件為MEMS微振鏡，大大減少了激光雷達(dá)的尺寸，減少激光器和探測器數(shù)量，極大地降低成本，具有高性能、穩(wěn)定可靠、易于生產(chǎn)制造等優(yōu)點，兼顧車規(guī)量產(chǎn)與高性能的需求。
?缺點：MEMS激光雷達(dá)并沒有完全消除機(jī)械，只是將掃描單元變成了MEMS微振鏡，仍然存在微振鏡的振動，所以它并不能算純固態(tài)激光雷達(dá)，而是混合固態(tài)雷達(dá)（也稱類固態(tài)/半固態(tài)雷達(dá)）。
其光路較復(fù)雜，微振鏡結(jié)構(gòu)會影響整個激光雷達(dá)的壽命，激光功率較低，信噪比較低、有效距離較短，并且激光掃描范圍受微振鏡面積限制，視野相對較窄。
2.3.3 Flash 激光雷達(dá)
Flash激光雷達(dá)，指一次閃光（激光脈沖）成像的激光雷達(dá)，在發(fā)射端采用面光源，短時間發(fā)射出一大片覆蓋探測區(qū)域的面陣激光，再以高度靈敏的接收器，來完成對環(huán)境周圍圖像的繪制，它也是目前唯一的非掃描式激光雷達(dá)，能夠達(dá)到最高等級的車規(guī)要求。
這種激光雷達(dá)的缺點很明顯，功率密度太低，導(dǎo)致其有效距離一般難以超過50米，分辨率也比較低。要改善其性能，需要使用功率更大的激光器，或更先進(jìn)的激光發(fā)射陣列，讓發(fā)光單元按一定模式導(dǎo)通點亮，以取得掃描器的效果。
2.3.4 OPA 激光雷達(dá)
OPA激光雷達(dá)是運用相干原理，采用多個光源組成陣列，通過調(diào)節(jié)發(fā)射陣列中每個發(fā)射單元的相位差來改變激光的出射角度，通過控制各光源發(fā)射的時間差，可以合成角度靈活、精密可控的主光束，實現(xiàn)對不同方向的掃描。
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FAST-LIO2: 快速直接的激光雷達(dá)-慣性里程計
在最近激光雷達(dá)技術(shù)發(fā)展中，已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化、輕量批量生產(chǎn)、更具成本效益（成本范圍類似于全球快門相機(jī)）、性能高（在數(shù)百米測量范圍內(nèi)擁有厘米精度）的固態(tài)激光雷達(dá)[14,15]引起了廣泛的研究興趣[16]–[20]。雷達(dá)成本、尺寸、重量、功率的顯著降低具有使現(xiàn)有和新興機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域受益的潛力。
采用基于激光雷達(dá)SLAM方法的核心要求是利用有限機(jī)載計算資源獲得準(zhǔn)確、低延遲的狀態(tài)估計和密集的3D地圖。然而，高效、準(zhǔn)確的激光雷達(dá)里程計和地圖繪制仍是有挑戰(zhàn)性的問題：1）當(dāng)前的激光雷達(dá)傳感器每秒產(chǎn)生數(shù)十萬到數(shù)百萬的三維點，利用有限的車載計算資源處理如此大量的實時數(shù)據(jù)，要求具有較高的計算效率的激光雷達(dá)里程計方法。2）為了減少計算量，特征點，例如邊緣點或平面點，通常是基于局部平滑度提取的。但是，特征提取模塊的性能容易受環(huán)境影響。例如，在沒有大量平面或長邊的結(jié)構(gòu)稀少的環(huán)境中，將導(dǎo)致提取很少的特征點。這種情況在新興固態(tài)激光雷達(dá)典型的小視場角下會大大惡化 [16]。此外，特征提取也因激光雷達(dá)的不同而有所不同，具體取決于掃描模式（例如，旋轉(zhuǎn)、基于prism[15]、基于MEMS[14]）和點密度。所以采用激光雷達(dá)里程計方法通常需要很多手動提取的工作;3)激光雷達(dá)點通常在連續(xù)運動按順序采樣，，這個過程會產(chǎn)生顯著的運動失真，影響里程計和建圖的性能，尤其是當(dāng)運動很劇烈時。慣性測量單元(IMU)可以緩解這個問題，但引入了額外需要估計的狀態(tài)量（例如，偏差，外參）；4) 在一次掃描中激光雷達(dá)通常有很長的測量范圍（例如，數(shù)百米）但分辨率相當(dāng)?shù)?。點云測量結(jié)果稀疏地分布在一個大型3D空間中，所以需要一個大而密集的地圖來配準(zhǔn)這些稀疏點。此外，該地圖需要支持有效的搜索且同時實時更新新的測量數(shù)據(jù)。
展開 問激光雷達(dá)紛爭誰主沉浮？尚無定論，仍需協(xié)作
作為高性能車規(guī)級激光雷達(dá)產(chǎn)品領(lǐng)先供應(yīng)商，Innoviz一直在開發(fā)具有卓越性能、適合大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用的激光雷達(dá)解決方案。2018年，寶馬公司選擇了Innoviz的InnovizOne，并由麥格納進(jìn)行系列化生產(chǎn)。2022年CES上，Innoviz展示了新一代激光雷達(dá)B樣件InnovizTwo。
作為量產(chǎn)車載激光雷達(dá)系統(tǒng)全棧式服務(wù)的供應(yīng)商，多年來，亮道智能一直深耕激光雷達(dá)領(lǐng)域，其核心技術(shù)團(tuán)隊曾帶領(lǐng)軟件量產(chǎn)開發(fā)團(tuán)隊參與法雷奧全球首款激光雷達(dá)Scala在奧迪A8車型的量產(chǎn)落地。
亮道智能激光雷達(dá)系統(tǒng)量產(chǎn)解決方案
2019年，亮道智能又贏得了全球首個純固態(tài)激光雷達(dá)的量產(chǎn)項目合作——長城汽車、亮道智能、Ibeo L3/L4自動駕駛量產(chǎn)研發(fā)及長城汽車采用新一代4D固態(tài)激光雷達(dá)ibeoNEXT。
亮道智能對中國乃至全球汽車客戶的自動駕駛需求有著深刻的認(rèn)知與理解，具有一流的國際化視野和豐富的量產(chǎn)項目落地經(jīng)驗。
根據(jù)本次協(xié)議，雙方將探索為中國地區(qū)主機(jī)廠定制Innoviz激光雷達(dá)產(chǎn)品的可能性，開發(fā)感知解決方案，并進(jìn)行系統(tǒng)驗證和數(shù)據(jù)收集，加快推出基于InnovizTwo的高分辨率激光雷達(dá)的系列化生產(chǎn)解決方案。
亮道智能CEO劇學(xué)銘博士在接受采訪時表示：“我們跟Innoviz的深度合作分為兩個層面，在國內(nèi)層面，亮道智能的定位是支持主機(jī)廠的Tier1，提供激光雷達(dá)軟硬件一體化系統(tǒng)解決方案。我們非常看好Innoviz的高性能、高可靠性前向產(chǎn)品，希望在整體上形成一套完整方案，提供給國內(nèi)主機(jī)廠。在國際層面，雙方將發(fā)揮各自優(yōu)勢，根據(jù)客戶的需求合作維度可以有不同界定。
展開 南洋理工大學(xué)研發(fā)激光雷達(dá)硅基激光器，可大幅度降低成本
新加坡南洋理工大學(xué)（Nanyang Technological University，NTU）在激光雷達(dá)研究領(lǐng)域取得了技術(shù)突破，或?qū)⒃摽钭詣玉{駛核心部件的成本降至1/200。此外，該技術(shù)產(chǎn)品的尺寸只有指尖大小。
由于激光雷達(dá)的機(jī)械運動部件（mechanical moving parts），導(dǎo)致激光雷達(dá)比輪胎更易受損。
如今，NTU的研發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，可利用硅基激光器芯片發(fā)光，替代二極管。他們還采用了鍺的延展性，該類金屬通常被用作為三極管，這是科研人員首次發(fā)現(xiàn)與硅兼容的可發(fā)光材料。
價格便宜、性能更高
目前，即使是最便宜的常規(guī)激光雷達(dá)傳感器，其售價也高達(dá)10000新加坡元（約合7345.9美元），而固態(tài)激光雷達(dá)芯片的成本卻只有50新加坡元（約合36.7美元）（實現(xiàn)商用的情況下）。
當(dāng)研究人員利用新技術(shù)實現(xiàn)該款激光雷達(dá)芯片的量產(chǎn)后，其市場售價或為50新加坡元，這將為許多計劃從事自動駕駛技術(shù)研發(fā)的小公司提供新的商機(jī)。
截止至目前，即使是常規(guī)的激光雷達(dá)，其售價也太過高昂，許多公司在選擇設(shè)備時被迫跳過該設(shè)備。
該款激光雷達(dá)硅基芯片的另一項好處在于，其圖像品質(zhì)極佳，可提供較高的分辨率，這主要得益于該芯片的激光密度，其圖像的響應(yīng)速度也較快。
該項技術(shù)突破或拉低其他技術(shù)的成本、縮短其研發(fā)周期、提升其可靠性。例如，該款激光雷達(dá)硅基芯片可安裝在無人機(jī)上，或許未來還能被用作手機(jī)芯片。
展開 激光雷達(dá)鏡頭設(shè)計 | SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計軟件第73課
1.概述
激光雷達(dá) (Laser Detection And Ranging, LADAR 或 Light Detection And Ranging, LIDAR) 區(qū)別于傳統(tǒng)的以微波和毫米波作為載波的雷達(dá)，是指以激光作為載波、以光電探測器作為接收器件、以光學(xué)鏡頭作為天線的光雷達(dá)。
其工作原理是向被測目標(biāo)發(fā)射激光束，然后測量反射或散射信號的到達(dá)時間、強(qiáng)弱程度等參數(shù)，以確定目標(biāo)的距離、方位、運動狀態(tài)及表面光學(xué)特性，從而建立測量目標(biāo)的三維成像信息。由于探測精度高、功耗低、體積小、易于裝備等特點，目前激光雷達(dá)在地形測繪、城市建模、工業(yè)制造、自動駕駛，以及預(yù)警探測、制導(dǎo)、引信等技術(shù)中等領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用，具有良好的應(yīng)用前景
激光雷達(dá)的基本原理如下圖：
2.1設(shè)計要求
為了提高激光雷達(dá)的探測范圍、分辨率和精度，激光雷達(dá)接收鏡頭也在往大視場、大孔徑方向發(fā)展。
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