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激光雷达加持无人驾驶!国内外厂商竞逐亿级市场

相比新能源汽车只是带来驱动方式的改变,自动驾驶将从本质上彻底颠覆汽车行业的生态。同时,自动驾驶还将让交通生活和出行方式得到全面革新。也正是鉴于自动驾驶的重要性,无数巨头和初创企业纷纷投身其中。

激光雷达加持无人驾驶!国内外厂商竞逐亿级市场

什么是激光雷达?

人靠眼睛看路,自动驾驶汽车也是,激光雷达就是自动驾驶汽车的“眼睛”。伴随自动驾驶的落地,主要用于三维扫描的激光雷达成为自动驾驶汽车的“标配”,甚至决定着自动驾驶行业的进化水平。

通常情况下,激光雷达可以分为两大类:机械式和固态激光雷达。机械式的装配困难、扫描频率低;固态激光雷达,目前的实现方式有MEMS、Flash和光学相控阵(optical phased array, OPA)这三种技术。

MEMS采用微扫描振镜,达到了一定的集成度,但是受限于振镜的偏转范围;Flash技术已有商用,但是视场角受限,扫描速率较低;OPA扫描技术是基于微波相控阵扫描理论和技术发展起来的新型光束指向控制技术,具有无惯性器件、精确稳定、方向可任意控制等优点,成为近年来研究的热点,液晶、集成波导光学相控阵等固态技术方法层出不穷。

激光雷达能否被取代?

近年来,激光雷达成为业界备受争议的焦点。由于其高精度、高分辨率和高稳定性,几乎所有自动驾驶汽车厂商在过去几年间都无法回避激光雷达,这使的激光雷达几乎垄断了传感器市场,器件价格居高不下。因此,部分企业选择降低激光雷达的成本以实现盈利。谷歌自动驾驶公司Waymo独立之后做的第一件事,就是努力降低激光雷达的成本,从行业标准的7.5万美元降低90%。然而,盲目降低成本也会带来很多问题。据了解,有的企业为了降低整车价格,采用了更便宜的固态激光雷达,结果带来了新的问题。该雷达无法实现360度转动,难以探测背后的情况,要辅助安全驾驶还需引入新的传感器,在经济效益上并不可行。

为减少激光雷达部分的成本支出,以特斯拉为代表的一些汽车企业干脆将激光雷达拉进黑名单,开发出其他技术路线。记者从特斯拉官网了解到,一辆特斯拉的标配共有8个摄像头、1个77GHz的毫米波雷达和12个超声波雷达。赛迪顾问汽车产业研究中心总经理鹿文亮表示,虽然特斯拉汽车的配置列表中未见激光雷达的身影,但特斯拉会努力将其他传感器做得好一些,同时要配合算力较为强大的后端传感芯片和处理芯片。

此外,未来的自动驾驶汽车传感器有三条路可走:一是将传感器端(视觉系统、毫米波雷达和激光雷达等)性能做强,相应降低决策端的算力要求;二是用外部网络实现对自动驾驶的统筹控制,未来,摩杰5G网络将为车联网提供更强的技术基础,但短时间内还难以实现;三是彻底回避激光雷达,将摄像头、毫米波和超声波雷达等其他传感器融合应用,前端传感器探测精度不足等问题,将由决策端算力更强的芯片来弥补。

未来展望

目前车载激光雷达的主流仍然是机械式激光雷达,但从长远而言,它终究难以满足自动驾驶普及提出的大规模、低成本、车规级需求。激光雷达迟迟没有在汽车领域大规模应用,原因显然是几万美元的价格太贵了。

此外,机器人、AVG小车、空间测绘和无人机等领域对环境感知能力的技术升级需求将进一步推动轻小型固态激光雷达发展。可以预见的是,未来激光雷达将朝着固态化、小型化、量产化的趋势发展,并且达到高可靠性和低成本。

从这个趋势来看,不管用什么技术路径,要实现激光雷达的产业化,都必须满足高可靠性、低成本、高精度、高分辨率等条件。

MEMS固态激光雷达开发对比其他固态激光雷达方案,最大的优点就是落地快,微镜技术相对成熟而且可以跟不同的供应商采购。此外,这种技术振荡的幅度很小,频率也很高,足以防止MEMS振镜与汽车之间的机械振动。

由于MEMS固态激光雷达产业链较为完整成熟,技术可行性较高,是目前固态激光雷达最被看好的发展路径。

在这条枪声刚刚打响的赛道上,我市应抓住历史机遇,快人一步,抢占先机,赢得未来!

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