車載激光雷達的案例
自動駕駛車載激光雷達技術現狀分析
1.4 車載激光雷達國內外發展現狀及趨勢概述
目前，全球最大的車載激光雷達公司——Velodyne LiDAR 的前身是硅谷科技公司 Velodyne，它在 Google 布局無人駕駛汽車之前就開始在車載激光雷達產業發力，之后與 Google 合作，成為了車載激光雷達產業的龍頭。其包含了專注于音頻設備的 Velodyne Acoustics 公司和專注于海洋問題解決方案的 Velodyne Marine 公司，同樣地，Velodyne 在 2016 年將 Velodyne LiDAR 作為一家獨立的公司剝離出來，這時正處于世界范圍內車載激光雷達相關技術飛速發展時期。其旗下的 HDL-64E 型機械激光雷達被廣泛采用于自動駕駛車輛的測試中，不過其高昂的價格和低生產率也提醒各個科技巨頭車載激光雷達的低成本化和量產化相當關鍵，這也正是 Tesla 一直不采用這種『3D 激光雷達』方案，而是堅持采用『毫米波雷達 + 攝像頭』方案的原因。目前 Velodyne LiDAR 已經推出成本更低、線數更多的 128 線的 VLS-128 型固態激光雷達，這意味著這款激光雷達有更高的分辨率、安全性以及更低的成本，并且可以實現量產。然而，『3D 激光雷達 + 高精度導航地圖 + 云計算』被認為是未來理想的綜合性解決方案，也就是說，從發展趨勢看，就汽車智能駕駛領域，『毫米波雷達 + 攝像頭』方案終將隨著車載激光雷達的成本下降而被逐漸取代。
展開 活動 | 激光雷達種類那么多，究竟誰才是高級別自動駕駛的終極解決方案
值此之際，由希邁商務咨詢（上海）有限公司主辦的智能汽車激光雷達創新技術論壇將于8月5日在上海召開，本次會議聚焦于車載激光雷達的研發、制造、檢測、應用、發展等熱點話題，旨在舉辦一場高專業性與高精準度的行業技術與商務交流大會，為產業鏈上各環節的企業與專家同仁們提供溝通和展示的平臺。大會議題包含：
自動駕駛所需的車規級激光雷達及感知融合
激光雷達上車加速實現城市內自動駕駛
車路協同激光雷達解決方案助力智能交通新基建快速發展
車載激光雷達主要參數測試方法標準化研究
激光雷達傳感器封裝 / 測試技術
可量產全固態激光雷達在自動駕駛領域的應用
高級別自動駕駛對車載激光雷達的要求
激光雷達核心元器件的研發與應用
高性能車規級固態激光雷達賦能自動駕駛
車規級激光雷達激光器解決方案
激光雷達前裝量產的準備
激光雷達在無人車中的應用
…
歡迎掃碼注冊報名！
展開 全球激光雷達產業鏈全景圖！
來源 | ittbank
知圈 | 進“汽車智能互動社群”請加微信13636581676，備注交互
激光雷達上游
▲激光雷達上游主要廠商
激光雷達中游
激光雷達中游可分為車用激光雷達和物流運輸激光雷達兩大類。
車用激光雷達的供應商眾多，包括Velodyne LiDAR, Vales, Ibeo,Continental等。產業與物流運輸激光的廠商有SICK, Hokuyo, OMRON, VelodyneLiDAR, Konica Minolta等。
激光雷達下游
▲激光雷達下游產業鏈主要企業
車載激光雷達產業鏈如下：
▲車載激光雷達產業鏈
▲激光雷達產業鏈代表廠商
未來激光雷達技術主要基于ToF和FMCW原理，對于基于ToF原理的激光雷達，芯片化架構的激光雷達是未來的發展方向，發射端逐漸采用平面化的激光器器件，接收端逐漸采用CMOS工藝的單光子探測器，為VCSEL和單光子器件開發的模擬、數字芯片；硅光芯片化的FMCW激光雷達是未來發展的一大趨勢。
激光雷達的發展將促進汽車行業無人駕駛技術和ADAS發展，也將提高服務型機器人的應用范圍和普及度。
未來隨著自動駕駛技術的進一步普及，激光雷達市場規模將會進一步擴大，而單車價值量下降將會進一步有利于激光雷達的量產使用。
展開 問激光雷達紛爭誰主沉浮？尚無定論，仍需協作
成為安全看世界的“眼睛”
今年年初，亮道智能正式官宣企業發展的全新定位，戰略升級成為激光雷達系統供應商，提供激光雷達系統量產解決方案的全棧式服務。
2022年，伴隨著定位與品牌的全面升級，亮道智能將陸續發布激光雷達系統相關的新產品，與眾多行業伙伴攜手，結合不同場景需求，共同探索開發行業領先的激光雷達系統量產解決方案，推動車載激光雷達系統的量產進程。
未來，亮道智能將立足激光雷達系統供應商身份，進一步加大技術研發投入與產品化步伐，通過新型智能化傳感器賦能智慧的車和智慧的路，賦予智能駕駛安全看世界的第三只“眼睛”。
展開 
一文讀懂汽車芯片--激光雷達及車規AEC-Q102認證
激光雷達工作原理
相比于可見光、紅外線等傳統被動成像技術，激光雷達技術具有如下顯著特點：一方面，它顛覆傳統的二維投影成像模式，可采集目標表面深度信息，得到目標相對完整的空間信息，經數據處理重構目標三維表面，獲得更能反映目標幾何外形的三維圖形，同時還能獲取目標表面反射特性、運動速度等豐富的特征信息，為目標探測、識別、跟蹤等數據處理提供充分的信息支持、降低算法難度；另一方面，主動激光技術的應用，使得其具有測量分辨率高，抗干擾能力強、抗隱身能力強、穿透能力強和全天候工作的特點。
車載激光雷達性能評價包括顯性參數與隱性指標。顯性參數指列示在產品參數表中的信息，主要包含測遠能力、點頻、角分辨率、視場角范圍、測距精準度、功耗、集成度（體積及重量）等。隱性指標包含激光雷達產品的可靠性、安全性、使用壽命、成本控制、可量產性等，這些指標更加難以量化，也缺乏公開信息，只能通過產品是否應用于行業領先企業的測試車隊或量產項目中得以體現。
激光雷達主要性能參數
激光雷達核心構成包括激光發射系統、掃描系統（光束操縱元件）、傳輸與接收光學系統、光電探測器及信號處理系統。其中掃描系統、激光發射器和光電探測器均存在不同技術路線，進而導致激光雷達整機技術路線繁多。目前，激光雷達四大系統包括激光器、光束控制器、FPGA芯片在內的核心元件基本被國外大廠壟斷。
激光雷達內部結構圖
激光雷達分類方式多樣，根據測距原理、掃描方式、激光發射、激光接收等環節所采取的方案不同，均可對激光雷達進行分類。其中又以測距原理和掃描方式的分類最為常見。按掃描方式正成為車載激光雷達廠商分類定位的主要依據。究其原因，在于掃描技術直接決定了激光雷達的掃描頻率、掃描范圍、采集數據量等關鍵技術參數，與最終探測成像質量息息相關。
展開 激光雷達核心技術及行業格局梳理
?優點：這種固態激光雷達有著掃描速度快，精度高，可控性好，抗振性能好，體積小，量產一致性高，成本更低等優點。
?缺點：OPA激光雷達仍有易形成旁瓣效應，光信號覆蓋有限、環境光干擾、測距較短等問題，而且加工難度較高。
2.4 激光接收系統：光電探測器是關鍵
探測器指利用光電效應將光信號轉化為電信號，實現對光信號進行探測的裝置。目前激光雷達領域常用的探測器主要包括APD、SPAD和SiPM等。
APD 是一種具有高速度、高靈敏度的光電二極管，當加有一定的反向偏壓后，它就能夠對光電流進行雪崩放大。而 APD 的反向偏壓被設定為高于擊穿電壓時，內部電場更強，光電流則會獲得 105～106 的增益，這種工作模式就叫 APD 的“蓋革模式”。
在蓋革模式下，光生載流子通過倍增就會產生一個大的光脈沖，而通過對這個脈沖的檢測，就可以檢測到單光子。將蓋革模式下的 APD 上連接一個淬滅電阻作為 1 個像素，就構成了 SiPM 的基本單元，而它輸出的總和也構成了 SiPM 的輸出，后則可根據該輸出進行光子計數或者信號強度的測量。
2.5 信息處理系統：車載激光雷達的三類應用算法
現有車載激光雷達應用算法都具有不同程度的局限性。首先，算法可靠性和實時性相互制約，二者難以同時滿足；其次，算法多為針對某一特定場景開發， 難以保證可移植性和穩定性。
場景的復雜性和多樣性使得算法的研究異彩紛呈，呈現出多層次、多角度的多元組合態勢。車載激光雷達應用算法可分為三類：點云分割算法、目標跟蹤與識別算法、即時定位與地圖構建算法（simultaneous localization and mapping，SLAM）。
展開 一徑科技李云翔：高性能·低成本·可量產車規級全固態激光雷達助推智能駕駛
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。”
車規級的可靠性、性能和成本
李云翔表示，用在汽車里的MEMS芯片與消費類產品有很大不同，主要區別是后者對壽命和可靠性要求不那么高，像投影儀可能有一兩年就報廢了，但汽車行業的壽命要求三到五年，甚至十年以上。而且，汽車環境要比投影儀惡劣得多，如高溫和低溫、雨雪、灰塵和振動、沖擊等，所以車規產品要求器件本身的可靠性更高，這樣組成的系統才可以在實現高性能的同時具有高可靠性。
從原理看，車規激光雷達與消費類也不同，投影儀主要是發射設備，沒有接收功能。車載激光雷達要求有一定的掃描范圍，比如前向雷達要求120度視場角。從激光雷達發展看，現在的激光雷達技術與原來放在車頂上的機械式雷達已經不可同日而語。就像機械式硬盤和固態硬盤，以前電腦用的是旋轉式硬盤，用磁頭來讀取數據。其可靠性、抗振動或沖擊能力比較低，容易在高速運動狀態損壞。從機械轉向固態，既提高了可靠性和壽命，還有助于降低成本。激光雷達也是這樣走的。
最早的雷達價格堪比一輛高檔汽車。當時美國Velodyne（威力登）的旋轉式雷達要賣幾十萬，現在該公司的雷達是半固態的。不過，大家都在往全固態方向走。目前，車載激光雷達的大部分市場份額都被國際巨頭占有，面對壟斷，國內廠商，包括初創企業該如何應對呢？
展開 激光雷達66起融資背后
暫時領先者
3.7億美元，這筆今年車載激光雷達領域最大的融資，被禾賽科技拿下。
2021年11月，禾賽科技完成D輪融資。這家小米追投，百度熱捧的激光雷達企業，著實度過了風光的一年。今年以來，禾賽科技與超過12家整車廠及自動駕駛企業達成合作，其中包括理想、集度、高合、路特斯等。
在技術合作方面，禾賽科技也取得一定成果。與百度合作定制新架構激光雷達，用于Robotaxi商業化運營場景，該產品成本降低了50%。此外，禾賽科技與英偉達的合作也值得期待。禾賽的Pandar128激光雷達將應用于NVIDIA DRIVE平臺，作為英偉達自動駕駛開發系統的Ground Truth傳感器使用。
此外，禾賽科技是行業內少數已交付上萬臺激光雷達的廠商之一。有分析師指出，該公司具備技術與實踐經驗，能夠支撐十萬至百萬級的量產規模。目前，禾賽科技年產能百萬級的“麥克斯韋”工廠正在建設中，預計于2022年全面投產。
禾賽科技第一輪天使融資于2015年完成，至今已完成9輪融資。此前2017年通過A輪融資1.1億元，時值國內本土激光雷達企業單筆融資金額的最高紀錄。
6月，摯感光子（蘇州）獲得億元人民幣融資，表示會將資金用于車載激光雷達產品研發。
摯感光子由北極光創投，中芯聚源領投，仁智資本，吳江創投，德鴻資本，沈陽德鴻資本跟投。
該公司的FMCW汽車激光雷達將區別于當前市場上其他玩家，采用門檻高、發展晚，不為大多數人所知的FMCW調相技術。
這一技術具備抗太陽光與激光干擾，令傳感器安全性更高。
展開 和機械式旋轉激光雷達相比，MEMS固態激光雷達有哪些優勢和劣勢？
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 智芯文庫 | 一文看懂激光雷達
ADAS 激光雷達銷售額細分預測（百萬美元）
車載激光雷達的應用根據需求被分成兩個派系。一是以 Robo-Taxi 為代表的“革命性”路線需求：直接應用于 L4~L5 完全自動駕駛開發，追求高性能的機械式激光雷達；二是以自動駕駛乘用車(私家車)為代表的“漸進式”路線需求：逐漸應用于乘用車 L2+/L3 (ADAS高級輔助駕駛/ AD 自動駕駛)的車規激光雷達，對尺寸、價格、生產制造性、穩定性有嚴格要求，性能方面“夠用就好”。根據咨詢機構 Yole 的預測，不同領域市場對于機械式雷達和固態雷達需求不一樣。
展開 大陸汽車前裝車載激光雷達介紹
來源 | 燃云汽車
自動駕駛傳感器融合：激光雷達+攝像頭
前言
自動駕駛感知技術所采用的傳感器主要包括攝像頭，激光雷達和毫米波雷達。這些傳感器各有優缺點，也互為補充，因此如何高效的融合多傳感器數據，也就自然的成為了感知算法研究的熱點之一。本篇文章介紹如何在感知任務中融合激光雷達和攝像頭，重點是目前主流的基于深度學習的融合算法。
攝像頭產生的數據是2D圖像，對于物體的形狀和類別的感知精度較高。深度學習技術的成功起源于計算機視覺任務，很多成功的算法也是基于對圖像數據的處理，因此目前基于圖像的感知技術已經相對成熟。圖像數據的缺點在于受外界光照條件的影響較大，很難適用于所有的天氣條件。對于單目系統來說，獲取場景和物體的深度（距離）信息也比較困難。雙目系統可以解決深度信息獲取的問題，但是計算量很大。激光雷達在一定程度上彌補了攝像頭的缺點，可以精確的感知物體的距離，但是限制在于成本較高，車規要求難以滿足，因此在量產方面比較困難。同時，激光雷達生成的3D點云比較稀疏（比如垂直掃描線只有64或128）。對于遠距離物體或者小物體來說，反射點的數量會非常少。
如下圖所示，圖像數據和點云存在著巨大的差別。首先是視角不同，圖像數據是真實世界通過透視投影得到的二維表示，而三維點云則包含了真實世界歐式坐標系中的三維信息，可以投影到多種視圖。其次是數據結構不同，圖像數據是規則的，有序的，稠密的，而點云數據是不規則的，無序的，稀疏的。在空間分辨率方面，圖像數據也比點云數據高很多。
圖片來源于參考文獻[1]
自動駕駛感知系統中有兩個典型的任務：物體檢測和語義分割。深度學習技術的興起首先來自視覺領域，基于圖像數據的物體檢測和語義分割已經被廣泛和充分的研究，也有很多非常全面的綜述文章，這里就不贅述了。
展開 激光雷達最早9月上市，這8款智能汽車將搭載
來源 |
智能汽車俱樂部
車載激光雷達（車載LiDAR）是高等級自動駕駛汽車的核心傳感器，越來越多的主機廠將推出搭載激光雷達的輔助/自動駕駛車輛。此次成都車展可以看到，有好幾款汽車都搭載了激光雷達，不久之后將上市：如小鵬P5、蔚來ET7、ARCFOX極狐阿爾法S、廣汽埃安、R汽車ES33、WEY摩卡等，可以說今年是激光雷達的量產元年。
今天小編給大家盤點一下搭載激光雷達即將上市的車型。
空格部分代表未了解到具體信息
1. 小鵬P5
在輔助駕駛方面，小鵬 P5 將搭載最新的 XPILOT 3.5 自動駕駛輔助系統，該系統未來可逐漸覆蓋城市道路場景（城市 NGP），包括更復雜的路況、紅綠燈、行人等。硬件上小鵬P5跟小鵬P7有很多硬件是通用的，包括5個毫米波雷達、12個超聲波雷達、13個高清攝像頭、1個高精定位單元以及P5特有的2個激光雷達，據了解該車將于9月份上市，也是全球首款搭載激光雷達的量產智能汽車。
在激光雷達加持下，小鵬P5將具備城市NGP（自動導航輔助駕駛系統）功能，NGP適用范圍從高速/快速路擴展至城市道路。與特斯拉NOA和蔚來的NOP等功能類似，NGP可讓車輛根據導航路線輔助駕駛員駕駛，減輕疲勞感。
展開 激光雷達作為相機 --數字激光雷達對計算機視覺的影響
作者 | ouster（翻譯:仿佛若有光）
來源 | CV技術指南
前言：
本文源自ouster(一家激光雷達公司)的博客，以往激光雷達和相機都是作為單獨的傳感器，在算法上對各自的數據做融合。這家公司開發了數字激光雷達OS1，在硬件上實現了對相機和激光雷達的融合。
OS1 模糊了激光雷達和相機之間的界限
三年前我們開始開發 OS1 (中距激光雷達)時，很明顯，針對相機的深度學習研究已經超過了激光雷達研究。激光雷達數據具有令人難以置信的優勢——豐富的空間信息和與光照無關的傳感等等——但它缺乏相機圖像的原始分辨率和高效的陣列結構，而且 3D 點云仍然更難以在神經網絡中編碼或使用硬件進行處理加速度。
考慮到兩種傳感模式之間的權衡，我們從一開始就著手將激光雷達和相機的最佳方面整合到一個設備中。今天，我們將發布固件升級和更新我們的開源驅動程序，以實現這一目標。OS1 現在無需攝像頭即可實時輸出固定分辨率的深度圖像、信號圖像和環境圖像。數據層在空間上完全相關，具有零時間不匹配或快門效應，并且具有每像素 16 位和線性照片響應。一探究竟：
從 OS1 輸出的同步實時圖像層。
您從上到下看到的是環境、強度、范圍和點云數據 - 全部來自我們的激光雷達。
請注意，環境圖像捕獲了多云的天空以及樹木和車輛的陰影。
OS1 的光學系統具有比大多數數碼單反相機更大的光圈，而且我們開發的光子計數 ASIC 具有極低的光敏度，因此即使在弱光條件下我們也能夠收集環境圖像。OS1 捕獲近紅外信號和環境數據，因此數據與同一場景的可見光圖像非常相似，這使數據看起來很自然，并且很有可能為相機開發的算法很好地轉化為數據。
展開 經緯恒潤激光雷達集成系統全面提升激光雷達的使用體驗
汽車自動駕駛系統通常可分為感知層、決策層、執行層，以激光雷達、攝像頭為代表的傳感器是自動駕駛感知層不可或缺的組成部分，但在傳感器整車集成方面，主機廠卻面臨著幾大痛點：
· 固定且外凸的激光雷達會給造型的美觀程度以及整車空氣動力學設計帶來很大的挑戰
· 復雜惡劣天氣環境下，激光雷達鏡面容易因受干擾而無法在最佳狀態下運行
· 激光雷達做為高單價傳感器存在較大的被盜風險
經緯恒潤自主研發的激光雷達集成系統可以為傳感器集成提供智能化的解決方案，是自動駕駛技術的重要組成部分。經緯恒潤激光雷達集成系統包含激光雷達收納機構和激光雷達清洗系統，整套系統可以實現激光雷達自動隱藏、展開，同時具備鏡面自動清洗功能。采用該套系統，可以：
· 提升車輛的整體造型美觀度
· 提升整車空氣動力學性能
· 滿足激光雷達全天候的使用場景要求
· 非工作狀態下有效保護傳感器
激光雷達集成系統
經緯恒潤激光雷達集成系統目前已配套路特斯旗下的多款車型，其中Eletre已開啟預售，將于今年下半年在武漢智能工廠實現投產，首批車型預計2023年開始交付。
路特斯Eletre
經緯恒潤智能駕駛產品線涵蓋環境感知系統、決策規劃系統和控制執行系統，具備向上集成完整智能駕駛方案的軟硬件產品基礎，是目前國內少數能夠實現覆蓋智能駕駛電子產品、研發服務及解決方案、高級別智能駕駛整體解決方案，能夠提供智能駕駛全棧式解決方案的供應商。未來，經緯恒潤將緊跟汽車行業發展大勢，堅持自主創新，努力為國內外客戶提供優質的產品和服務，為汽車行業的發展貢獻自己的一份力量！
展開 