混搭激光雷達，能實現(xiàn)真正的自動駕駛嗎？

目前一些成熟的激光雷達正在達到大規(guī)模生產(chǎn)。但是，新的激光雷達技術經(jīng)常出現(xiàn)在研發(fā)或概念驗證階段。不可避免的是，這些激光雷達在成本、尺寸和性能上存在巨大差異。

更為復雜的是，越來越多的激光雷達公司（估計有70-80家公司）擠占了市場。合并和收購活動猖獗。一些激光雷達公司通過選擇SPAC(特殊目的收購公司)找到了新的出路，許多初創(chuàng)公司將SPAC視為籌集資金和進入公開股權市場的另一種方式。 　　

但事情正變得更加復雜。作為追求不同技術的激光雷達公司，汽車制造商和Tier One公司在如何將激光雷達部署在什么應用上的愿景存在分歧。 　　

“當我們最近采訪激光雷達公司時，他們告訴我們每個OEM和Tier One都有不同的要求——要求在特定的視野，距離和位置上將激光雷達集成到車輛中。”Yole Développement的固態(tài)照明和照明系統(tǒng)分析師Pierrick Boulay表示。 　　

“這不會成為贏家通吃的市場。”AEye首席營銷官史蒂芬·蘭布賴特（Stephen Lambright）表示。同時，蘭布賴特指出，許多激光雷達公司仍在嘗試許多想法，就像生物技術產(chǎn)業(yè)一樣。當然，將激光雷達領域等同于生物技術很難讓人感到欣慰。 　　

盡管如此，但我們不得不承認，汽車行業(yè)對激光雷達的需求是真實的。 　　蘭布賴特透露，僅在ADAS領域，AEye就有15到16種不同的激光雷達報價請求，所有報價都針對計劃于2025-2026年生產(chǎn)的ADAS車輛。盡管激光雷達市場出現(xiàn)了分歧，但汽車公司在未來18個月內(nèi)開始對四五年后的部署下注。

激光雷達技術矩陣

檢驗激光雷達技術多樣性的最佳方法是繪制帶有兩個軸的圖表：一個軸專注于成像，另一個軸專注于測距。 　　

成像中使用的技術從機械，MEMS和光學相控陣到Flash，差別很大。 　　測距技術包括脈沖，F(xiàn)MCW（調(diào)頻連續(xù)波）和相移。 　　

上圖繪制了激光雷達格局圖，盡管這張圖可能不全，因為新的參與者不斷涌現(xiàn)，但這張圖展示了激光雷達所使用的技術的多樣性。 　　

不同的激光雷達使用不同的光源。 　　

大多數(shù)激光雷達制造商使用905nm的邊緣發(fā)射器和雪崩光電二極管(APD)，因為這些組件很容易大批量獲得。一些激光雷達，如Luminar，已經(jīng)開始使用1550nm全光纖激光源。后者的挑戰(zhàn)是降低成本。然而，1550nm激光器在不影響眼睛安全的情況下，能更好地實現(xiàn)更長的距離。困擾905nm激光器的問題是，除了低分辨率或短距離應用外，它們對眼睛不安全。 　　

但是，邊緣發(fā)射器和光纖激光器并不是唯一的選擇。激光雷達公司正在迅速采用垂直腔表面發(fā)射激光器（VCSEL），這一想法最初是由Apple在iPad Pro 11的激光雷達掃描儀上引發(fā)的。 　　

德國的Ibeo公司采用奧地利Ams公司的VCSEL技術，與中國的長城汽車在設計上取得了勝利，計劃于2022年發(fā)布。以機械激光雷達起家的Ouster，去年宣布推出一款結合VCSEL和單光子雪崩二極管（SPAD）的ADAS用激光雷達，計劃于2024年投產(chǎn)?？偛课挥谝陨械腛psys公司也在開發(fā)一款固態(tài)掃描激光雷達，該激光雷達采用全尋址VCSEL收發(fā)器和SPAD接收器，計劃于今年晚些時候推出。Opsys承諾探測距離為200米，掃描速率為1000赫茲。

不同激光雷達技術的利弊 　

激光雷達的發(fā)展歷程從機械發(fā)展到MEMS，基于Flash的激光雷達和FWFC（相干探測）。但是，這不是一條簡單的發(fā)展直線。 　　

例如，許多機械激光雷達在今天仍然占主導地位，主要是因為它們更便宜。但是，最大的缺點是機械組件可能會成為故障的根源。 　　

而MEMS激光雷達的主要優(yōu)勢在于其緊湊的尺寸。它的固態(tài)使其更可靠，但它仍然使用微小的運動部件。 　　

相比之下，F(xiàn)lash激光雷達絕對沒有活動部件。盡管它被認為更可靠，但是當前這一代仍然受到有限的檢測范圍的困擾。 　　

Yole將FMCW放在研發(fā)箱中，稱其為“TBD”（待定）。 　　

“我們不希望在2025年之前看到FMCW激光雷達。”2020年，Waymo談到了FMCW用于未來的自產(chǎn)激光雷達。最重要的是，Mobileye在今年年初討論了FMCW，并將其描述為正在為全自動駕駛汽車開發(fā)的激光雷達的選擇。

“高速公路自主化”時代正在來臨 

一直到幾年前，激光雷達都被認為是昂貴的技術，只有機器人出租車業(yè)務才能負擔得起?，F(xiàn)在情況不再如此。盡管埃隆·馬斯克（Elon Musk）稱激光雷達為“傻瓜”，但如今激光雷達已經(jīng)堂堂正正地出現(xiàn)在新型ADAS車輛的地圖上。 　　

根據(jù)OEM的詢價單，ADAS界對“高速公路自主權”的需求正在增長。OEM希望ADAS車輛能夠讓駕駛員“放心地”將手從方向盤上移開。 　　AEye的Lambright表示：“我們從OEM那里得知，如果您在高速公路上行駛非?？?，那么這類車輛希望能夠檢測出150到200米外道路上的細小物體，輪胎，磚塊?！?　　

雖然小于300米的射程有許多用途，但對于激光雷達應用來說，希望能夠以更高的精度看到更遠的距離，以提高性能和安全性。在高速公路自動駕駛中，汽車和人類駕駛員之間的交接變得至關重要。你能看到的東西出得越遠，你就能給司機更多的時間進行過渡和安全解決。 　　

遠距離的小物體檢測成為OEM廠商與激光雷達廠商主要挑戰(zhàn)。 　　

在最近的測試中，AEye將雪佛蘭Bolt和一輛梅賽德斯奔馳Sprinter送貨車放在跑道的另一端。在1018米的距離里，Aeye的激光雷達在10 Hz的全視野內(nèi)檢測到Bolt和Sprinter貨車。 　　

除了汽車在高速公路上自主化成為可能，激光雷達使高速收費也走向現(xiàn)實。 　　

近日，領先的車輛識別解決方案企業(yè)Red Fox ID與激光雷達供應商Cepton合作開發(fā)出一套名為Quantum的多車道自由流收費系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在高速路上準確地對任何尺寸或類型的車輛進行檢測、跟蹤和分類。 　　

Quantum采用基于Cepton微動技術(MMT?)的Sora?-P60或Sora?-P90激光雷達傳感器對車輛進行高分辨率剖析，讓集成商和道路運營商能夠進行高度精確的客戶實時計費，同時實現(xiàn)自由流無障礙收費 。