在關乎自動駕駛視覺係統的所有傳感器當中，激光雷達可謂是最不可或缺的一個。受全球自動駕駛戰場持續火熱的影響，這條賽道現在也開始變得擁擠起來，前有Velodyne以高線束LiDar研發能力和大規模量產實力穩拿“一哥”地位，後有Quanergy、LeddarTech以及速騰聚創等眾多行業新秀們“群雄逐鹿”，在加上通用、百度、福特以及安波福等自動駕駛巨頭們持續的煽風點火，激光雷達的“江湖”熱鬧非凡。

 

同時，隨著新舊技術之間不斷的摩擦碰撞，如今的激光雷達“十八羅漢”也開始組建不同的技術陣營，以此撬動整個(ge) 自動駕駛“江湖”。其中，以Velodyne代表的機械旋轉掃描、速騰聚創代表的MEMS、Quanergy代表的相控陣列以及LeddarTech所代表的3D Flash已先行組建起激光雷達戰場四大主流陣營。除此之外，諸如Strobe的FM線性調頻、Oryx Vision的COR相幹光以及光珀智能的固態麵陣這類的新型技術也開始嶄露頭角，成為(wei) 打破傳(chuan) 統激光雷達技術的一股創新力量。

 

全球主流激光雷達代表廠商

 

1、機械式旋轉掃描陣營

在所有激光雷達種類中，機械旋轉掃描式LiDar可謂是開山鼻祖，並在“江湖一哥”Velodyne的引領下殺出了第一條通往自動駕駛戰場的血路。除Velodyne以外，Quanergy、Ouster、Ibeo以及國內(nei) 的禾賽科技也在不斷耕耘機械旋轉掃描式激光雷達市場。而隨著該技術的不斷精進，越來越高線束（比如128線）的LiDar產(chan) 品也經由Velodyne之手正式加入到戰場，Velodyne也一箭雙雕，進一步鞏固自己行業(ye) 主導地位的同時，也令機械旋轉掃描式LiDar在新型固態激光雷達技術大規模衝(chong) 擊之下仍能保持主動性。

 

機械旋轉掃描式激光雷達內(nei) 部結構

 

不過，就長遠發展及商業(ye) 化而言，由於(yu) 該類型產(chan) 品采用諸多機械零部件，設計原理和結構上已趨於(yu) 固定，價(jia) 格高昂且平均的失效時間僅(jin) 1000－3000小時，難以達到整車廠們(men) 的最低要求的13000小時。因此，多方應用瓶頸並存的態勢下，機械旋轉掃描式激光雷達的市場並不被車廠以及技術研發商們(men) 所看好，這也使得之前在該領域持續深耕的Quanergy和Ibeo兩(liang) 家公司開始轉投混合固態和純固態激光雷達產(chan) 品路線。

 

2、MEMS陣營

與(yu) 傳(chuan) 統機械式多線激光雷達相比，MEMS式利用微振鏡方案進行區域掃描，可極大減少發射器和接收器的使用。這樣的設計可讓產(chan) 品的零部件數量急劇減少，相應的零部件成本也可隨之大幅下降，同時可以實現一次成型，大大降低LiDar的開發成本以及提升產(chan) 能。

 

此外，由於(yu) 可以做成固態激光雷達，更容易實現規模化和商業(ye) 化，近年來受到國際上越來越多廠商的熱捧。而目前，研發MEMS激光雷達的主要有美國的Luminar、Innovusion、以色列的Innoviz以及國內(nei) 的速騰聚創等廠商。盡管美國公司Cepton的產(chan) 品也有一部分MEMS的身影，但該公司的激光雷達更主要的還是采用Micro－motion技術來實現，並不是純粹的MEMS LiDar技術。

 

3、相控陣列陣營

相控陣技術最初源於(yu) 軍(jun) 事雷達，此類激光雷達搭載的一排發射器，可以通過調整信號的相對相位來改變激光束的發射方向，整個(ge) 過程中沒有機械動作，僅(jin) 靠電子元器件本身來實現掃描。但整體(ti) 上來看，相控陣的技術門檻是三大固態激光雷達方案中難度最高的一種，開發成本也很高，目前市麵上真正能夠實現突破的企業(ye) 較少，各廠商也大都處於(yu) 技術探索階段。

 

 

在這條路線上，Quanergy是其中的代表廠商，除此之外還有國內(nei) 的鐳神智能以及速騰聚創。事實上，目前業(ye) 界也沒有一個(ge) 明確的產(chan) 品開發路線，各家有各家的妙招，比如該領域的領軍(jun) 者Quanergy主要通過軟件來控製激光束的產(chan) 生以及掃描進程，隻需要通過算法調節視野內(nei) 不同區域的點雲(yun) 密度，就可以控製相控陣雷達的精度。同MEMS類似，隨著激光雷達向固態化方向進一步深化，近年來相控陣的研發路線也開始在激光雷達領域快速興(xing) 起，成為(wei) 固態激光雷達陣營中的一大中堅力量。

 

4、3D Flash陣營

相比MEMS以及相控陣兩(liang) 種固態激光雷達，3D Flash激光雷達運行起來則更像攝像頭，是一種非掃描式激光雷達產(chan) 品，其激光束會(hui) 直接向各個(ge) 方向漫射，由類似於(yu) 攝像頭成像的CMOS傳(chuan) 感器采集反射回來的激光束。它可以快速記錄整個(ge) 場景，難點也在於(yu) 接收信號的傳(chuan) 感器，所以目前在性能上相比前三種還處於(yu) 劣勢。目前，Flash陣營激光雷達產(chan) 品的代表公司主要有LeddarTech、TetraVue以及國內(nei) 的北醒光子和北科天繪等廠商。

 

5、其他創新型陣營

線性調頻FM式

 

自從(cong) Strobe被汽車巨頭通用收購之後，FM LiDAR就開始受到業(ye) 界的廣泛關(guan) 注。這種激光雷達主要發射線性調頻激光，而且隻需測量返回激光的相位和頻率，係統就能直接得到車輛周邊物體(ti) 的距離和速度等數據。這大大降低了車輛“大腦”的計算負荷，讓它能更快的作出決(jue) 定。

 

 

除此之外，FM LiDAR更多的優(you) 勢在於(yu) 更強的抗幹擾能力，無需配備敏感的光電探測器，僅(jin) 采用“回音壁模式”的光學共振器就能減小激光的線寬並帶來更加精確的信號，而來自諧振器的光會(hui) 返回激光源，但線寬會(hui) 變窄，然後隻需調整諧振器的光學特性，就能得到高度線性的調頻激光，滿足自動駕駛汽車的需要。Cruise Automation的CEO Kyle Vogt也說過，Strobe的線性調頻式激光雷達的體(ti) 積可以達到25美分大小，且能夠將激光雷達的成本減少99％，但真實性還有待考證。

 

COR相幹光式

COR相幹光式產(chan) 品出自以色列公司Oryx Vision，該雷達係統采用了該公司稱為(wei) “納米天線”的技術來接收電磁波，從(cong) 而能獲得更多的額外信息。該技術的優(you) 勢在於(yu) 增大了自動駕駛汽車對外界的感知範圍和靈敏度，使其對周圍的環境以及正在發生的事情有更清晰的了解。Oryx天線能夠接收波長為(wei) 10微米的電磁波，因此能有效穿透煙霧，而且不像激光雷達那樣會(hui) 受到強光影響。

 

此外，Oryx公司的COR相幹光式LiDar中沒有任何可動部件，采用納米天線技術替代了光電探測器，在對周圍環境的高分辨率掃描中來獲取光點的距離和速度信息。而且，其激光器采用的是長波太赫茲(zi) 紅外激光，這種紅外光人眼不可見，因此COR相幹光LiDar係統可以做到比普通激光雷達更高的功率。

 

固態麵陣式

固態麵陣式的代表廠商是國內(nei) 的光珀智能，該技術路線是將脈衝(chong) 激光通過勻光裝置，按照設計視角均勻照射在探測方向。而反向散射的脈衝(chong) 激光通過特殊的鏡頭，在麵陣傳(chuan) 感器上成像，傳(chuan) 感器上的每個(ge) 像素都可以通過對激光回波的檢測，係統可以通過計算飛行時間發獲取對應點的距離。

 

而在設計上，這種方案的結構相對簡單，能夠進行自動化大規模生產(chan) 。性能方麵，固態麵陣方案能夠達到較高的空間分辨率，麵陣激光雷達可以將垂直分辨率相比64線激光雷達提升一個(ge) 數量級，不僅(jin) 能夠確定障礙物的相對位置，還能識別其屬性，規避了多個(ge) 傳(chuan) 統機械式激光雷達的應用瓶頸。