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另辟“相干”蹊径,入场一年的新晋激光雷达厂商如何挤进赛道?

来源:搜狐

  发布:星之球科技

关键词:激光雷达 激光技术

2018-08-08

 

 
 
 
*爱莱达的雷达点云图
 
在众多有关自动驾驶的讨论中,激光雷达已经成为 L3 级以上自动驾驶不可缺少的传感器。美国市场调研公司 ABI Research 预计,2027 年,车载激光雷达市场规模将达到 130 亿美元。而据不完全统计,目前全球已有激光雷达公司超过 50 家,仅在 2018 年的拉斯维加斯 CES 上,就有超过 15 家厂商展示了自家的激光雷达产品。虽然受成本、性能等因素制约,多数公司短期内还无法实现车规级量产,但场上的玩家已经比肩接踵。
 
2017 年 7 月才成立的爱莱达算是行业的后来者,路径的不同在于,团队选择了相干激光雷达这一相对冷门的研究领域。雷锋网了解,爱莱达创始人潘卫清 2003 年博士期间,在上海光机所便开始进行星间激光通讯与合成孔径激光雷达研究,2006 年进入浙江科技学院后,继续从事自由空间相干激光雷达和混合雷达研究,并在 2011 年主导建立了该校的 3D 光学与深度感知技术重点实验室。
 
潘卫清带领的科研团队参与过多项环境感知、光学探测、微光学、全息影像相关研究与商业项目,涉及安防、道路检测、工业三维测量等多个领域,其中也不乏一些国家航空与军工项目中的激光雷达与通讯技术研究与落地,其专长的相干激光通讯便最早起于航空与军事项目。
 
2017 年,潘卫清与上海光机所长期合作的几位行业伙伴共同创办了爱莱达,目前团队规模 20 余人。
 
核心团队于行业耕耘多年,在国内外激光雷达公司纷纷起来的前两年,却为什么迟迟没有动身?潘卫清的解释是,“车载激光雷达仍然是未来的市场”,远远没有达到应有的技术成熟度,落地应用仍局限在测试车辆。换句话说,激光雷达市场依旧是个伪命题。
 
现在,国内外各家公司主推的仍是机械式激光雷达,即有机械部件进行线束扫描的激光雷达,一般成本较高,稳定性较差,被很多 OEM、Tier1 认作过渡式产品,而没有机械旋转机构的固态激光雷达则是各家正在攻坚的主要目标,后者因为成本更低(一般认为,量产后成本可控制在 500 美元以下),稳定性更高,其量产已成为影响这条赛道的最关键变量。
 
在具体路线上,市场上的激光雷达公司多数使用的是 TOF(飞行时间)技术,即通过光发射和接收的时间差来计算飞行时间,由此确定探测距离,其缺陷在于抗干扰性较差,探测距离较短(一般认为在 200 米以下),由此,在 L3、L4 车型上的推广和应用难度也较大。业内很多公司如 Quanergy 使用的 OPA 技术,虽然部分解决了激光的固态扫描,但量产后可能出现的问题是,扫描的出光孔径较小,光学损耗较高,进而对探测距离和应用场景形成不小的制约。
 
“真正的无人驾驶不可能使用这样的技术。”潘卫清认为,相干激光雷达将是激光雷达的最终演化形态,与 OPA 技术融合之后,相干激光雷达可获得较大的发射功率冗余,功耗较小,避过许多 TOF 雷达无法解决的应用问题。
 
相干激光雷达主要基于 FMCW 技术,以光学处理模块代替了寻常激光雷达的电子模块,可以在低信噪比的条件下提高探测距离。根据潘卫清的解释,爱莱达的方案主要利用相干增益,光线进来之前,在背景光不变的情况下,对其信号进行放大,通过背景光差分,提高光学信噪比与抗干扰能力,“探测灵敏度是 TOF 方案的至少两个以上数量级。”
 
说是相对冷门,但在相干激光雷达领域也并不缺少玩家,比较有代表性的是美国的 Blackmore 传感器和分析公司,今年 3 月,他们刚刚获得了宝马 i Ventures 的投资。
 
在产品规划上,爱莱达跳过了机械式激光雷达方案,直接进入了固态激光雷达研发,将于今年 11 月推出首款 MEMS 激光雷达,并计划在 2019 年上半年进行小批量量产。
 
潘卫清直言,产品小批量量产后,仍将主要用于测试车,“虽然行业都在谈车规级,但短期内不太可能实现,车厂对激光雷达也都不提车规级要求。激光雷达现在要解决的还是技术问题,技术方案解决之后,才是车规等工艺问题。”
 
据雷锋网了解,在分立元件上,相干激光雷达成本要相对高于 TOF 雷达,如果同样做到芯片级,其成本则可与后者不相上下,但潘卫清表示,在迈过“性能”这道大关之前,其它因素都是末节,“成本肯定是要降的,但降成本肯定不是一个门槛,因为要降大家都能降,关键是在性能上。”
 
也因此,在时间节点、成本、量产、车规、市场等关键词出现的问题中,他频繁地用“不担心”回答了所有疑问:完善性能的交付仍是这场竞赛没能迈过的第一个坎。