激光雷達是什麼

想做到5級的全自動化駕駛，一定需要多種感測器的配合，如這裡要說的激光雷達，因為他們充當了汽車的機器感官。同時，除了感測之外，現有技術還需要在計算機演算法、決策執行甚至車載網聯通信上面做各種優化，才能讓汽車像人類「老司機」一樣靈活、果斷、反應迅速。

原理

激光雷達就是雷達，幹得也是同樣的活，就是探測目標位置，監測移動速度。區別在於激光雷達用的是激光，而傳統意義上的雷達用的是超聲（毫米波雷達是電磁波）。 與雷達原理相似，激光雷達使用的技術是飛行時間（TOF，Time of Flight）。 具體而言，就是根據激光遇到障礙物後的折返時間，計算目標與自己的相對距離。激光光束可以準確測量視場中物體輪廓邊沿與設備間的相對距離，這些輪廓信息組成所謂的點雲並繪製出3D環境地圖，精度可達到厘米級別，從而提高測量精度。

而事實上，激光雷達作為「機械之眼」，也大量應用在無人機、機器人等等方向上，只不過今天我們只討論自動駕駛這個範疇。

優勢

高級輔助駕駛系統（ADAS）及無人駕駛系統中常用的環境感測器包括攝像頭、 激光雷達、毫米波雷達等。相比於攝像頭，激光雷達的最大優勢在於使用環境限制較小，即不管在白天或是夜晚都能正常使用。

對於標準車載雷達及毫米波雷達，當其所發射的電磁波在傳播路徑上遇到尺寸比波長小的物體時，將會發生衍射現象，即波的大部分能流繞過物體繼續向前方傳播，反射回來可供雷達接收的能量則很小，因此，無法探測大量存在的小型目標。

而用於雷達系統的激光波長一般只有微米的量級，因而它能夠探測非常微小的目標，測量精度也遠遠高於毫米波雷達及其他車載標準雷達。

不過，激光雷達也存在著價格昂貴等劣勢。激光雷達的測量精度與其雷達線束的多少有關，線束越多，測量精度越精準，ADAS無人駕駛系統的安全性也越高。但同時，線束越多，其價格也越昂貴。目前，雖然低成本化是激光雷達的一大趨勢，但出於對駕駛安全性的考慮，高價激光雷達仍然佔據主流。 　　

激光雷達分類

激光雷達按有無機械旋轉部件分類，包括機械激光雷達和固態激光雷達。根據線束數量的多少，又可分為單線束激光雷達與多線束激光雷達。而未來的發展方向將會從機械走向固態，從單線束走向多線束。因為固態激光雷達與機械激光雷達比起來，尺寸較小、性價比較高、測量精度相對低一些，可隱藏於汽車車體內，不會破壞外形美觀。多線束激光雷達則會比單線束視野範圍更廣。

　應用的發展瓶頸在於成本

目前行業有三種方式來降低整個激光雷達的成本與價格：

（1）降維，即使用低線束低成本激光雷達配合其他感測器。

（2）用全固態激光雷達代替機械激光雷達。

（3）通過規模效益降低激光雷達的單個成本。 　　

國內外廠商

1.美國老牌Velodyne

谷歌在其最早的自動駕駛原型汽車中所使用的LiDAR感測器就是由該公司開發的。美國Velodyne公司成立於1983年，其3D激光雷達產品種類豐富，包括16線束、32線束及64線束等，其中還有專門為智能駕駛汽車設計的Ultra Puck激光雷達。 　　

　　2.矽谷新銳Quanergy

2014年9月，Quanergy和賓士達成戰略合作，為賓士研發車內感測系統和無人車。而事實上，這家年輕的公司2012年才在矽谷成立。2014年10月，該公司獲得了3000萬美元的A輪融資。2015年10月，Quanergy公司宣布與Delphi公司合作，為無人駕駛汽車開發一種新型的激光雷達系統， 每台單價低於1000美元。

事實上，就在7月14日，Quanergy又獲得了1億美元的B輪投資，由德州儀器領投，中國投資方金浦投資參與跟投。至此，Quanergy的投資背景就更加華麗，包括三星電子、特斯拉創始人埃隆·馬斯克、德爾福和德州儀器等。

目前，Quanergy共推出了兩款3D激光雷達產品，一款是安裝在賓士智能駕駛測試車上的The Mark VIII，另一款就是第一款專為智能駕駛汽車設計的全固態激光

雷達S3 　　

　　 3.德國品牌IBEO

IBEO是最早涉足車載激光雷達並提供路上物體追蹤、識別的企業之一。這家德國公司成立於1998年，兩年後就被感測器製造商Sick AG收購。期間除了繼續研發激光掃描技術，在當時就開始了自動駕駛項目的嘗試，並與歐洲委員會合作開發了十字路口安全駕駛輔助產品。2009年IBEO從Sick AG獨立出來，一年後又與法國汽車零部件製造商法雷奧合作了SCALA，其他產品還包括是miniLUX、LUX-4L及LUX-8L。其中，LUX-4L與LUX-8L專門用於ADAS無人駕駛系統。 　　

　　國內新興的競爭者

鐳神智能

鐳神智能成立於2015年2月15日，並在同年7月獲得了北極光創投1000萬人民幣的A輪投資。

他們至今共推出了4款雷達產品，主要包括室內機器人激光雷達、汽車防撞激光雷達等。 其中，遠距離2D激光雷達是單線束雷達，因此體積較小、成本較低，可用於汽車防撞、無人機自主導航避障等，但測量精度與國外產品相比較差，且無法繪製出3D圖像，目前還不能用於複雜的ADAS無人駕駛系統中。

思嵐科技

思嵐科技成立於2013年10月，前身為業內具有較高知名度的PoboPeak團隊。他們主要產品是模塊化自主定位導航解決方案、低成本2D激光雷達和通用機器人移動平台，目前一共推出了2款激光雷達產品，RPLidar A1和RPLidar A2。2015年底思嵐科技融資共計6000萬元，估值3.6億元。

巨星科技

事實上做激光雷達的華達科捷與歐鐳激光是巨星科技旗下的子公司，巨星科技分別持有華達科捷與歐鐳激光的65%與48%的股權。

其中，華達科捷是高端激光測量感測設備研發與製造企業，掌握高端激光測量技術，已研發出適用於AGV、巡檢機器人等使用的32線束激光雷達。它能夠根據掃描到的點雲數據快速繪製3D全景圖形，是實現無人駕駛汽車等自主導航式移動機器人的重要設備。

歐鐳激光是集團未來激光雷達的研發中心及智能裝備研發平台，致力於2D及3D激光雷達、移動測繪設備、激光投影顯示模組等產品的研發生產和銷售。

大族激光

大族激光從激光雷達及激光感測技術方向上引進人才後，成立了三家技術公司，分別是大族銳波、大族精密、大族銳視。

其中，大族銳波致力於高端光電感測產品的開發，目前已展開激光感測核心器件研發，未來有望應用於物聯網、可穿戴設備、智能裝備等領域。

大族銳視以激光雷達為切入點，著力於機器人感知系統的開發，已完成以AGV導航為代表的工業級激光雷達的研發，現已開展無人駕駛領域所涉及的多線激光雷達的預研工作。

總體而言，國內公司在多線激光雷達上較國外高水平企業還有較大差距。國內的激光雷達產品多用於服務機器人、地形測繪、建築測量等領域，在這些方面國內外的水平其實是接近的。但是國內企業尚未研製出可用於ADAS及無人駕駛系統的3D激光雷達產品，主要還是處在探索研發階段。

回到我們今天探討的自動駕駛技術上來，事實上擅長演算法技術層面的互聯網公司在自動駕駛領域有他們自身的優勢，合作的整車廠商在機械控制與安全方面有傳統的優勢，而以激光雷達為代表的感測方向創業公司一旦實現技術突破，就會在這個產業鏈條中迸發出巨大價值。

隨著激光雷達創業公司不斷增多，激光雷達技術的不斷發展，激光雷達大規模量產只是一個時間問題，想必那時自動駕駛的方案中使用激光雷達會成為一個必然趨勢。


推薦閱讀：
相关文章