自動(dòng)駕駛是激光雷達(dá)千載難逢的機(jī)遇

如今，Waymo、優(yōu)步（Uber）、Lyft、百度（Baidu）和梅賽德斯-奔馳（Mercedes-Benz）等廠商正在將價(jià)值約為20萬美元的各種傳感器集成到數(shù)百輛傳統(tǒng)汽車之中，試圖將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍诘缆飞闲旭偟耐耆詣?dòng)駕駛汽車，即無人駕駛汽車。舉例來說，Waymo已經(jīng)向一些用戶提供服務(wù)，并正在集成各種傳感器，如激光雷達(dá)（LiDAR）、雷達(dá)（RADAR）、攝像頭、慣性測量單元（IMU）和GPS等?？傮w而言，到2023年無人駕駛汽車市場預(yù)計(jì)將超過10萬輛，到2032年將超過100萬輛。

當(dāng)前的全球汽車市場每年銷售約9000輛，并且自動(dòng)駕駛功能正逐步成為新的發(fā)展趨勢(shì)。2017年，奧迪（Audi）發(fā)布全球首款量產(chǎn)的Level 3自動(dòng)駕駛汽車——奧迪A8，當(dāng)然它也是全球首款搭載激光雷達(dá)的量產(chǎn)車。該車使用的激光雷達(dá)由法國領(lǐng)先的汽車零部件制造商法雷奧（Valeo）開發(fā)和生產(chǎn)。

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，激光雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于航天航空、科技考古、建筑測量、風(fēng)電行業(yè)等多種領(lǐng)域，目前正面臨著巨大機(jī)遇：自動(dòng)駕駛對(duì)激光雷達(dá)的渴求。Yole預(yù)計(jì)全球汽車激光雷達(dá)市場將在2023年達(dá)到50億美元，到2032年將達(dá)到280億美元。

激光雷達(dá)發(fā)展歷史

不同激光雷達(dá)的測距范圍

汽車激光雷達(dá)令人印象深刻的多樣性

在過去兩年里，超過8億美元被投入到激光雷達(dá)公司。盡管很多公司的創(chuàng)業(yè)時(shí)間很短，但是卻完成了數(shù)千萬美元的融資。據(jù)麥姆斯咨詢介紹，成立于2016年Blackmore最近從寶馬（BMW）和豐田（Toyota）獲得了1800萬美元資金。而2012年成立的Quanergy于2017年完成了1.8億美元的融資。這些投融資事件說明汽車激光雷達(dá)技術(shù)還不成熟。初創(chuàng)企業(yè)、工業(yè)廠商、汽車一級(jí)供應(yīng)商（TIer 1）和汽車OEM廠商都在采用不同的方式進(jìn)行投資布局，但是成功與否還不得而知。不過，要想成為汽車激光雷達(dá)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，必須付出一定的代價(jià)。

激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的主要投融資事件

激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的主要并購事件

在技術(shù)方面，豐富的產(chǎn)品類型令人印象深刻。目前大多數(shù)激光雷達(dá)產(chǎn)品使用波長在830～940納米之間的激光器，以及宏觀機(jī)械式掃描，如Velodyne發(fā)布的產(chǎn)品。不過，MEMS掃描鏡有望成為汽車激光雷達(dá)技術(shù)的下一個(gè)發(fā)展方向，它可以使得激光雷達(dá)變小且便宜。此后，有可能是Quanergy提出的光學(xué)相控陣，它沒有任何運(yùn)動(dòng)部件，能實(shí)現(xiàn)真正的全固態(tài)激光雷達(dá)，因此更加可靠，并且更小、更便宜。

一些廠商，如大陸集團(tuán)（ConTInental）和XenomaTIx，提出了泛光（flash）激光雷達(dá)，該項(xiàng)技術(shù)也沒有任何運(yùn)動(dòng)部件，利用激光器同時(shí)照亮整個(gè)場景。還有其它廠商提出了不同的解決方案：Cepton和Luminar發(fā)布了類似MEMS掃描鏡的微動(dòng)（micro-moTIon）掃描技術(shù)，而Neptec則采用了Risley棱鏡。

盡管許多廠商使用830～940納米波長（因?yàn)橄鄳?yīng)的光學(xué)元件更為普遍），但是有些廠商（如Blackmore、Neptec、Aeye和Luminar）正在研究1550納米波長。這種波長的激光允許在200米的探測范圍內(nèi)對(duì)暗物體提供更高的脈沖功率，足以讓高速公路中的車輛在快速行駛中及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)情況并安全停車;同時(shí)該波長的激光能夠被眼球強(qiáng)烈吸收，從而不會(huì)損傷視網(wǎng)膜;最后，采用該波長的激光雷達(dá)在灰塵魯棒性方面更好。

多樣性仍在繼續(xù)。大多數(shù)汽車激光雷達(dá)廠商使用脈沖式的直接探測激光雷達(dá)，即將光脈沖發(fā)送射到目標(biāo)，利用光電探測器測量所需時(shí)間以計(jì)算距離。有一些廠商正在研究連續(xù)波測距方法，例如，IFM和北醒（Benewake）正在研究相移測距方法，而Blackmore和Oryx正在研究頻率調(diào)制測距方法。

汽車激光雷達(dá)主要廠商

                                                                                                                                           汽車激光雷達(dá)生態(tài)系統(tǒng)

激光雷達(dá)：從技術(shù)到應(yīng)用

毫無疑問，汽車激光雷達(dá)目前正在迅速發(fā)展，但是存在替代方案。特斯拉（Tesla）宣布其不會(huì)將激光雷達(dá)應(yīng)用于自動(dòng)駕駛，而中國圖森（TuSimple）公司正在開發(fā)沒有激光雷達(dá)的自動(dòng)駕駛卡車。此外，最近發(fā)布的凱迪拉克（Cadillac）超級(jí)巡航（Super Cruise）系統(tǒng)主要依賴于地圖。在技術(shù)方面，由于激光束的偏轉(zhuǎn)，汽車激光雷達(dá)獲得成像能力。視覺處理和人工智能正在幫助激光雷達(dá)更好地檢測和分類目標(biāo)物體，從而理解三維空間。另外，紅外攝像頭也可以滿足夜視應(yīng)用。所有這些技術(shù)都以驚人的速度提升，為激光雷達(dá)廠商創(chuàng)造了一個(gè)競爭激烈的空間。因此，確定哪種技術(shù)將最終“統(tǒng)治”自動(dòng)駕駛汽車，還為時(shí)尚早。但是，我們相信各種傳感器之間的冗余性和互補(bǔ)性是汽車自動(dòng)駕駛必須考慮的！

自動(dòng)駕駛：激光雷達(dá)與其它傳感器比較

激光雷達(dá)的新興應(yīng)用領(lǐng)域不局限于汽車。該技術(shù)越來越多地用于建筑和地理信息系統(tǒng)，也是自動(dòng)導(dǎo)向車（AGV）的關(guān)鍵組成部分，可以幫助倉庫實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。此外，激光雷達(dá)正在風(fēng)力測量方面拓展應(yīng)用，逐步成為風(fēng)力發(fā)電場不可或缺的要素。

自動(dòng)駕駛成為當(dāng)前汽車產(chǎn)業(yè)乃至整個(gè)科技行業(yè)中最受關(guān)注的技術(shù)之一;無人駕駛技術(shù)也已經(jīng)從瘋狂的科幻創(chuàng)意變成了汽車行業(yè)的未來。不出意外，自動(dòng)駕駛技術(shù)將會(huì)廣泛出現(xiàn)在我們的生活之中，但美好的前景下也依然有著現(xiàn)實(shí)的困難。為汽車提供3D視覺功能的激光雷達(dá)是解決自動(dòng)駕駛困難的關(guān)鍵技術(shù)。未來汽車將如何發(fā)展？讓我們拭目以待吧！

汽車激光雷達(dá)技術(shù)發(fā)展路線圖