全固態激光雷達
關注創建者：如果我年少有為 創建時間：2023-11-08
全固態激光雷達的實例教程
期間，一徑科技聯合創始人暨產品副總裁李云翔先生接受了記者采訪，針對激光雷達的發展，特別是固態激光雷達技術相關的一些問題進行了深入交流。
做最好的智能駕駛基礎設施
李云翔首先介紹了公司和幾位創始人的情況。一徑科技成立于2017年，致力于提供國際領先的全固態激光雷達解決方案。公司立足于先進技術，緊密結合市場需求，提供高性能、小型集成化、可量產的車規級全固態激光雷達產品，為無人駕駛汽車、機器人等人工智能應用賦予可靠穩定、寬視角、遠距離及高分辨率的三維深度視覺能力。
一徑科技全固態激光雷達產品之一
他介紹說，公司三位創始人都是清華大學畢業的博士，之后在不同領域工作，CEO石拓在光電行業做了十多年芯片；研發副總裁夏冰冰主攻ASIC模擬芯片；他本人原來做的是無線通信。
他說：“一徑科技是國內最早一批開發面向車載應用固態激光雷達的團隊。公司核心研發團隊來自清華大學、馬德里理工、加州理工等國際知名高校，以及千尋位置、歐司朗、博世、Autoliv等國際知名Tier 1和光電半導體企業。”
目前，一徑科技的重點服務對象包括汽車主機廠、自動駕駛公司，標桿客戶有等。目前量產落地主攻方向是為向特定區域的各種場景車輛提供整體激光雷達解決方案，包括L3+ ADAS、高速物流、智慧礦區、智慧港口、智慧園區、智能公交、Robotaxi等。
他告訴記者：“公司成立三年多來，主營業務為前裝量產固態激光雷達。我們的具體技術路線是采用MEMS微鏡芯片。其實微鏡技術很常見，典型應用就是投影儀，現在很多廠家能夠提供MEMS芯片，而我們的MEMS芯片有自己的設計，然后讓代工廠生產。”
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相信對于“2021是激光雷達在汽車行業中的元年”這一說法，大家都已經不陌生了。據統計，僅今年推出的配備激光雷達的車型就高達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的車型，而激光雷達作為實現L3及以上自動駕駛的核心傳感器，熱門程度不言而喻。
根據內部結構的不同，激光雷達可分為三大類：機械式激光雷達、混合固態（或半固態）激光雷達與全固態激光雷達。機械激光雷達帶有控制激光發射角度的旋轉部件，是最早、也是目前最常見的應用在自動駕駛汽車上的激光雷達類型。但隨著技術的發展，新玩家不斷出現，市場趨勢也逐漸向去掉機械旋轉部件，依靠電子部件來控制激光發射角度，將激光雷達固態化這一方向改變。那么在這眾多的種類中，究竟哪一種激光雷達會成為未來高級別自動駕駛的終極解決方案呢？
機械式激光雷
達作為最早面世與投入使用的產品，擁有技術成熟、掃描速度快、測量精度高、可視范圍廣、抗光干擾能力強等優勢，但同時，光路調試、裝配復雜、生產周期漫長等原因也導致產品有著較高的研發制造難度與造價成本。此外，由于內部旋轉部件的體積與重量問題，機械式激光雷達并不易于集成到車體之中，往往以存在感很強的方式出現在車輛頂部。
混合固態激光雷達
指用半導體“微動”器件來代替宏觀機械式掃描器，在微觀尺度上實現雷達發射端的激光掃描方式，減少了旋轉幅度與體積，從而提高產品的可靠性、降低生產成本。
展開 另外該雷達在分辨率和點云密度上也極有優勢，是目前所見的線數最高的混合固態激光雷達，可以說一個就夠用了。
可變焦"凝視"
一般的混合固態雷達只有一維的掃描結構，而AION LX即將搭載的RoboSense (速騰聚創) 激光雷達采用了二維的MEMS智能芯片掃描架構。正是因為有了二維MEMS結構，AION LX可以實現智能“凝視”功能：當車輛高速行駛時，動態提高激光雷達的垂直分辨率，讓系統更早發現遠處障礙物；在城區低速行駛時，動態提高刷新幀率，幫助系統更快響應周圍車輛、電動車、行人等障礙物的動態變化。這種根據駕駛場景調節掃描的方式，讓車輛的適應性更強，不過目前廣汽埃安官方并未公布新車將會使用幾顆雷達。
目前最強純固態激光雷達
FF91將搭載由老牌激光雷達廠家Velodyne Lidar 的Velarray H800 激光雷達，是真正沒有移動機械結構的純固態雷達。Velodyne這家公司是以前是專業做音響的，機緣巧合在2005年開始研發激光雷達，是最早涉足車用激光雷達的廠家之一，于2007就推出了64線的激光雷達，2010年時谷歌公司的早期無人駕駛汽車裝載的雷達的也是由Velodyne提供的。
這款Velarray H800 激光雷達的特點是使用了微激光雷達陣列架構（MLA），就是前文提到的雷達陣列。和AION LX搭載的RoboSense 雷達類似也具備可動態調控的幀速率和分辨率的功能，適應性更強。該雷達是目前車載領域的最強，當然價格也不菲。
總結
車載激光雷達從最早的機械掃描結構，進化到了混合固態結構和更加先進的全固態結構。
展開 因此，法雷奧也轉而研發固態激光雷達，包括采用基于MEMS技術的Scala 3中長距激光雷達（半固態），以及基于Flash技術的近距激光雷達（全固態），但兩者量產上車還未有時間表。
短期內，全固態激光雷達因技術未成熟，仍屬于“明日之星”。不排除華為在全固態激光雷達上有秘密技術儲備，但是目前，為滿足其全棧式自動駕駛解決方案的量產上市，推出半固態激光雷達實現快速上車是最佳方案。
更為重要的是，相比主流激光雷達廠商的兩條腿走路，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產品做起，而是從一開始就高舉高打，切入可量產的MEMS技術激光雷達，做到“等效96線”。
■華為的“葵花寶典”
在激光雷達賽道上，華為是一個新玩家，但用華為融合感知產品部總經理段忠毅的話來說，“華為做激光雷達是‘跨行不跨界’。核心還是華為過去在ICT領域的積累，作為智能駕駛戰略的一個分支，華為激光雷達技術底座其實也來源于ICT。”
技術行不行，專利最有發言權。今年7月，世界知識產權組織國際局公布了一項華為激光雷達相關專利，從中可窺探出一二。
這是華為激光雷達領域覆蓋面最廣的專利，長達52頁，而大多數中文發明專利不超過20頁。專利中的玄機在于，雖然華為選擇MEMS激光雷達切入，但又不同于傳統的MEMS技術方案。
華為這樣設計的優勢在于，其在光電領域產業龐大，規模效應突出，采購激光發射器和接收器的成本遠比傳統激光雷達要低。
據悉，除了該專利，華為與激光雷達有關的發明專利共有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，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。”華為智能汽車解決方案BU總裁王軍表示。
這與市面上動輒數萬元，甚至幾十萬元的32線、64線或128線機械式激光雷達相比，已經很具有吸引力。
展開 小鵬P5的激光雷達供應商是Livox ，Livox 將為小鵬汽車從2021年開始量產的全新車型提供車規級激光雷達技術，助力小鵬汽車打造行業領先的智能出行全新感知方案。
Livox的Horiz（左） 與Horizon（右）激光雷達
2. WEY
不同于傳統的機械式激光雷達，摩卡搭載了由1個遠程激光雷達+2個中程激光雷達組成的全固態激光雷達系統，這也是全球首款量產車規級高性能全固態激光雷達。角分辨率達到了0.05°*0.07°，比目前普遍采用的機械式激光雷達性能提高了5倍，達到全球領先水平。今年4月份開始預售，11月交付。
WEY摩卡除了配備激光雷達外還配備了8個毫米波雷達、3個攝像頭、2個控制器以及高精度地圖等傳感器設備,可實現車輛在自動駕駛時的自適應巡航、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高速自動領航、HWP高速公路領航三個等級的智能駕駛的能力,具備完整的準L3級自動駕駛水準。
摩卡搭載的德國Ibeo NEXT 4D固態激光雷達，采用艾邁斯半導體的垂直腔表面發射激光（VCSEL）技術，并將其作為核心組成部分，FLASH成像技術可生成高分辨率的3D點云數據，以實現可靠的目標探測。
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一徑科技提供集成化量產車規級全固態激光雷達，主要應用場景集中在無人汽車與機器人中。據悉，一徑科技技術路線為固態MEMS激光雷達。目前，該公司兩款長距激光雷達ML-Xs和短距補盲激光雷達ML-30s已量產落地，運用于Robotaxi、低速無人配送、干線物流、智慧礦區等領域。
來源 | 知乎同名問題
如題，雖然MEMS固態激光雷達有很多優勢，但機械式旋轉激光雷達依然還有它的應用市場，具體是哪些優勢和場合？
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作為研發過激光雷達的一線人員進行一些優缺點總結：
MEMS雷達的優點：
1.相比于機械雷達，MEMS更省收發組件，傳統32線機械雷達需要32個收發模塊排列，利用率極低，采用MEMS微振鏡模式
WEY
不同于傳統的機械式激光雷達，摩卡搭載了由1個遠程激光雷達+2個中程激光雷達組成的全固態激光雷達系統，這也是全球首款量產車規級高性能全固態激光雷達。
這套系統的硬件架構：
感知硬件
3 個激光雷達，采用 ibeo NEXT 全固態 Flash 激光雷達，探測距離為 130 m，角分辨率為 0.05°* 0.07 °；
3 個毫米波雷達；
2 個攝像頭。
根據內部結構的不同，激光雷達可分為三大類：機械式激光雷達、混合固態（或半固態）激光雷達與全固態激光雷達。機械激光雷達帶有控制激光發射角度的旋轉部件，是最早、也是目前最常見的應用在自動駕駛汽車上的激光雷達類型。但隨著技術的發展，新玩家不斷出現，市場趨勢也逐漸向去掉機械旋轉部件，依靠電子部件來控制激光發射角度，將激光雷達固態化這一方向改變。
全固態激光雷達：長遠看，激光雷達的主流趨勢會轉向全固態。Flash技術領先，但受限于元器件性能，無法實現遠距離探測；OPA具有一定的技術壁壘；FMCW具有探測距離遠，靈敏度高，抗干擾能力高，成本低，功耗低等特點，但技術門檻高，對系統集成，信號處理要求很高，目前尚未量產。
總的看來，激光雷達固態化會持續推進，技術仍然有很長的探索期。
Ibeo 成立于 1998 年，是全球第一個擁有車規級激光雷達的企業，其于 2017 年推出了全固態激光雷達 A-Sample 樣機。
目前，實現激光雷達低成本的路線有：犧牲一定的精度，使用全固態、低線束激光雷達降低制作成本;提高生產率，通過量產帶來的規模效益攤薄產品成本。速騰聚創、禾賽科技等公司均提供自動駕駛的『硬件 + 算法』一體化解決方案，希望以低線束、低成本、量產化的激光雷達產品打通市場;用于機器人、無人機的激光雷達產商北醒光子、思嵐科技也在向自動駕駛布局。
而長城汽車咖啡智駕的硬件方案中，搭載包括感知冗余、控制器冗余、制動冗余、架構冗余、電源冗余和轉向冗余在內的6大冗余系統，采用車規級全固態激光雷達，成本不會太低。
但很多車企宣傳的是L3，其實落地的功能都是L2。“功能上基本達到L3，但功能安全沒達到，使用說明還是按照L2來，要求用戶多負責。”
具體而言，摩卡擁有智能架構水平、智能駕駛能力、私人管家服務、學習成長能力、硬核性能等維度的“五大行業領先”，其中包括全球首次量產全固態激光雷達、全球首搭高通8155芯片、率先量產車規級5G+V2X車載無線終端、全球首款橫置9DCT變速箱、電磁主動懸架等技術。
WEY摩卡之所以能達到如此之高的智能化程度，與長城汽車的技術儲備不無關系。
