激光雷達（LiDAR）成像（左） vs． 高分辨率雷達（RADAR）成像（右）

現在，自動駕駛技術已經迅速成為(wei) 汽車產(chan) 業(ye) 發展的主要驅動力。全球各地的汽車製造商都在積極聯合Google（穀歌）等科技巨頭或知名自動駕駛初創公司開發下一代自動駕駛汽車。據麥姆斯谘詢報道，近期，中國也已經宣布為(wei) 自動駕駛開放道路測試。Uber和Lyft等流行共享汽車服務商也已經成為(wei) 自動駕駛汽車的忠實擁躉，因為(wei) 自動駕駛汽車不僅(jin) 能降低道路事故風險，還能顯著降低油耗。

自動駕駛汽車所需的傳(chuan) 感器技術及供應商

源自：《自動駕駛汽車傳(chuan) 感器－2018版》

據麥姆斯谘詢報道，2032年全球範圍內(nei) 自動駕駛汽車的產(chan) 量將高達2310萬(wan) 輛，未來15年該市場的複合年增長率（CAGR）高達58％。屆時，與(yu) 自動駕駛汽車生產(chan) 相關(guan) 的市場營收將達到3000億(yi) 美元，而其中26％將來自激光雷達（LiDAR）、雷達（RADAR）、攝像頭（Camera）、慣性測量單元（IMU）等傳(chuan) 感器硬件。

現在，幾乎每個(ge) 月都會(hui) 有新的ADAS（先進駕駛輔助係統）或其它最先進的自動駕駛創新技術在汽車市場湧現。除了機器學習(xi) 、物聯網（IoT）和雲(yun) 互聯， LiDAR（激光雷達）和RADAR（雷達）這兩(liang) 項技術已經成為(wei) 自動駕駛開發過程中關(guan) 注度最高的熱門。不過，對於(yu) 自動駕駛，LiDAR和RADAR誰更具價(jia) 值目前還不夠明朗。

LiDAR運行原理

LiDAR傳(chuan) 感器快速發射激光脈衝(chong) （通常最高可達每秒150000次脈衝(chong) ），激光信號到達障礙物後反射回LiDAR傳(chuan) 感器。傳(chuan) 感器通過測量激光信號從(cong) 發射到返回的時間，精確計算確定傳(chuan) 感器到障礙物之間的距離，它還能探測目標物體(ti) 的準確尺寸。LiDAR通常用於(yu) 高分辨率地圖的繪製。

大陸集團最先進的ADAS激光雷達SRL1，基於(yu) 飛行時間（ToF）技術原理，采用飛思卡爾處理芯片組和專(zhuan) 用集成電路（ASIC），其紅外激光光源來自歐司朗（OSRAM）的InAlGaAs ／ GaAs量子阱結構激光光電二極管。SRL1可提供緊急製動輔助等功能，目前已經在多款微型車上使用

源自：《大陸集團最先進的ADAS激光雷達：SRL1》
 

RADAR運行原理

RADAR係統的工作原理跟LiDAR很相似，唯一的區別在於(yu) RADAR采用的是無線電波而非激光。在RADAR係統中，其天線既可以作為(wei) 雷達接收器也可以作為(wei) 發射器。不過，和光波相比，在與(yu) 被測物體(ti) 接觸時，無線電波的吸收較少，因此，RADAR的有效工作距離相對更遠。RADAR技術最廣為(wei) 人知的應用，應該是軍(jun) 事用途了。飛機和戰艦都會(hui) 裝備RADAR來測量高度，或探測附近其它的運輸設備和物體(ti) 。

博世77GHz遠距離雷達傳(chuan) 感器LRR4，使用77 GHz頻段且沒有可移動部件，集成了恩智浦（NXP）和意法半導體(ti) （STMicroelectronics）微控製器，以及博世電源管理IC。采用英飛淩77 GHz鍺矽（SiGe）單片微波集成電路（MMIC）作為(wei) 高頻發射器和接收器

源自：《博世77GHz遠距離雷達傳(chuan) 感器：LRR4》

 

誰將主導市場？

包括Google（穀歌）、Uber（優(you) 步）和Toyota（豐(feng) 田）在內(nei) 的大部分自動駕駛汽車製造商都高度依賴LiDAR係統來實現車輛的自動巡航。LiDAR傳(chuan) 感器常用於(yu) 周圍環境的實時3D地圖創建，例如行人、減速帶、車道分隔欄和其它車輛。其3D成像能力，是大部分汽車製造商熱衷於(yu) 開發這項技術的主要原因之一。當然凡事皆有例外，Tesla（特斯拉）是唯一沒有采用LiDAR傳(chuan) 感器的知名自動駕駛汽車製造商。Tesla的自動駕駛汽車采用RADAR技術作為(wei) 主要傳(chuan) 感器。

高端LiDAR傳(chuan) 感器可以在100米以外實現厘米級的細節識別。例如，Waymo的LiDAR係統不僅(jin) 可以探測行人，還可以識別行人所麵對的方向。因此，自動駕駛汽車可以精確預測行人將向哪個(ge) 方向行走。其高精度還可以“看”到更豐(feng) 富的細節，例如騎行者揮手示意你先通過，當車輛全速行駛時能夠在兩(liang) 個(ge) 足球場以外的距離提供驚人的探測精度。Waymo還通過努力將LiDAR傳(chuan) 感器的成本降低了約90％。數年前，一個(ge) LiDAR單元的售價(jia) 高達75000美元，而現在已經降到了7500美元，使這項技術變得更加經濟從(cong) 而實現普及。

Waymo的LiDAR係統成像的測試車輛前方正在推車的4個(ge) 人

不過，這項技術也有一些明顯的缺點。LiDAR係統可以輕鬆地探測位於(yu) 30～200米範圍內(nei) 的物體(ti) 。但是，當麵對附近物體(ti) 地精確識別時，該係統可能會(hui) 力不從(cong) 心。它在所有光線條件下均能正常工作，但在雪、霧、雨和揚塵環境下，其性能會(hui) 開始打折扣。此外，其光學識別性能也不夠給力。這就是為(wei) 什麽(me) 像Google這樣的自動駕駛汽車製造商，會(hui) 將LiDAR與(yu) 其它輔助傳(chuan) 感器（例如攝像頭和超聲波傳(chuan) 感器）一起搭配使用。

另一方麵，RADAR係統則相對便宜很多。成本，應該是Tesla選擇RADAR技術而不是LiDAR技術的原因之一。RADAR係統的一個(ge) 優(you) 勢是在霧、雨、雪和揚塵等所有天氣條件下，均能穩定運行。然而，相比LiDAR傳(chuan) 感器，它的角度精度略低，在彎道上會(hui) 丟(diu) 失目標車輛。如果多個(ge) 探測對象彼此靠得很近，它可能會(hui) 出現識別困難。例如，RADAR可能會(hui) 將附近的兩(liang) 輛小型汽車視為(wei) 一輛大型車輛，從(cong) 而發出錯誤的接近信號。不過，與(yu) LiDAR係統不同的是，RADAR可以利用多普勒頻移精確地確定相對行駛速度和移動物體(ti) 的速度。

雖然Tesla因為(wei) 使用RADAR作為(wei) 主要傳(chuan) 感器而飽受非議，但它已成功地提高了其主傳(chuan) 感器的處理能力，使其能夠看透大雨、濃霧、灰塵甚至前方的汽車。而且，除了主雷達傳(chuan) 感器之外，新款Tesla車型還將擁有8個(ge) 攝像頭、12個(ge) 超聲波傳(chuan) 感器和新的車載計算係統。換句話說，這兩(liang) 種技術在與(yu) 攝像頭和超聲波傳(chuan) 感器融合使用時效果最佳。

結束語

LiDAR和RADAR這兩(liang) 種傳(chuan) 感器技術的基本功能都是通過在行駛中與(yu) 障礙物保持一定的安全距離，以確保自動駕駛汽車中的乘員安全。無論選擇LiDAR還是RADAR，這兩(liang) 種技術都能很好的勝任這項任務。不過，這兩(liang) 種技術各自都還有比較明顯的優(you) 缺點。盡管采用LiDAR傳(chuan) 感器的汽車能夠“看”得更清晰準確，但是RADAR係統尺寸更小，還更便宜。因而，在這兩(liang) 種技術都還處於(yu) 快速發展迭代的階段時，下結論誰將勝出還為(wei) 時太早。最終誰將主導自動駕駛汽車產(chan) 業(ye) ，可能還需要時間來給我們(men) 答案。