電子發燒友報道 （文/周凱揚) 作為ADAS和自動駕駛環境感知系統的一部分，車載攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達以及激光雷達為車身和周圍環境數據的獲取起到了至關重要的作用。而激光雷達因其優異的特性，也在逐漸成為現代智能駕駛中不可或缺的部件。

盡管激光雷達技術的起源已經有了數十年歷史，但多用于衛星和氣象等領域，汽車領域的應用起步較晚。全球激光雷達廠商尚處于初始階段，而國內與世界先進水平的差距也很小，國內有禾賽科技、速騰聚創和北科天繪等初創型公司在深耕這一領域，不少頭部汽車企業也紛紛投資激光雷達廠商，增設相關研究項目。

國內智能駕駛市場的規模已于2017年達到681億元，預計2023年將達到2381億元，從2019年至2023年的年復合增長率約為20.62%。國內智能駕駛市場中ADAS的增速更快，預計今年的市場空間將觸及800億元，年復合增長率將接近35%。

激光雷達分類和主要廠商 / 電子發燒友網制

但作為一項新興技術，激光雷達目前優先考慮的還不是成本問題，而是技術趨勢的問題。激光雷達大致可分為機械激光雷達和固態激光雷達，其中固態激光雷達又包含MEMS、OPA、Flash和FMCW等技術方案。這些方案可謂各有優劣，也造成了激光雷達市場沒有統一趨勢的發展現狀，但這對新技術的發展來說并非壞事，每個廠商也在用各自的手段彌補這些缺陷，我們不妨來對比一下他們的新突破。

機械激光雷達

機械激光雷達作為最普及的激光雷達，其最大優勢即可以覆蓋大范圍的探測角度和探測距離，而且激光雷達可以通過發射多線束來實現更高的角度分辨率。機械激光雷達中激光只集中于單一特定方向，因此可以為每個激光脈沖提供更高的功率，而不會傷害到人眼。其劣勢在于存在移動部件，難以實現固態級別的穩定性和魯棒性，而且其尺寸較大、成本較高，點云中每個點并非同時測量。

RS-Ruby Lite 激光雷達/ RoboSense

速騰聚創在六周年之際發布了去年高端產品RS-Ruby（128線）的輕量版，追求性價比均衡的RS-Ruby Lite，其激光線束為80，探測距離最遠可至230米，垂直角分辨率為0.1°，并實現了抗多雷達對射干擾和抗強光干擾。

Pandar 128 / 禾賽科技

禾賽科技也在近日正式發布了自己旗下的128線旗艦產品Pandar128，其探測范圍為0.3米至200米，水平最高角分辨率為0.1°，垂直最高角分辨率為0.125°，垂直視場角為40°（-25°至+15°）。禾賽還為這款激光雷達加入了主動抗干擾技術和網絡加密技術。

Ouster在今年年初推出了面向超廣角的激光雷達系列OS0，以及旗艦系列OS2的128線束新品OS2-128。OS2-128的探測距離遠達240米，垂直視場角為22.5°（±11.25°），垂直角分辨率為0.18°。此外，英偉達也在去年宣布與Ouster合作，將高分辨率的OS2激光雷達整合在Nvidia Drive AGX平臺，用于自動駕駛商用車，計劃在2022年開始量產，并實現L3至L5級別的自動駕駛系統。

固態激光雷達

MEMS（微機電系統）

MEMS激光雷達也就是常說的混合固態激光雷達，因為其內部僅需一束激光光源，用“可動”的微鏡面來反射光線，因此這張激光雷達兼具“固態”和“運動”兩種屬性，故得名混合固態。其優點在于體積小，成本低，但可靠性仍有待驗證。

4Sight M / Aeye

Aeye近期推出了第五代MEMS激光雷達系列4Sight，首款產品4Sight M已于7月正式發布。4Sight M是一款基于1550nm的MEMS激光雷達，其FOV達到60°x 30°，角分辨率為0.1°，在10%的標準反射率下探測距離為205米，更可經過軟件配置將探測距離改至一千米。Aeye聲稱在自己的專利系統設計下，其反射鏡尺寸可達到1mm以下，而其它激光雷達系統的反射鏡尺寸都在3mm和25mm之間，因此節省了10倍乃至600倍的表面空間。

OPA（光學相控陣）

在OPA系統中，一個光學相位調制器用來控制通過透鏡的激光的速度，從而控制光的波面形狀，以此來消除機械運動部件。

S3-2激光雷達 / Quanergy

采用OPA技術的代表廠商為美國的Quanergy，其最新的OPA激光雷達產品為S3-2，但S3-2的最大探測范圍僅有50米，不過其最小探測范圍可以做到5厘米內，視場角范圍為100°x 4°。

Flash

Flash激光雷達的原理非常接近于使用Flash的數碼相機，通過同時照亮一大片區域，在焦平面陣列（FPA）上獲取所產生的像素距離訊息。其優點在于采集率很快且免疫振動因素，但缺點是難以避免環境中其它反射鏡的影響，而且照亮整個探測場景和遠處物體需要很高的激光功率。

Xenolidar激光雷達 / Xenomatix

Flash激光雷達中最為知名的是比利時廠商Xenomatix，其下Xenolidar系列是無需經過掃描的激光雷達，只需“一次閃光”就能檢測整個場景，但又不會受到短距離和高功率的限制。Xenolidar采用了多光束方案，正常功耗下的探測距離可超過200米。該系列下專用于高速公路場景的XenoLidar Highway最大探測距離為200米，視場角為30°x 10°，角分辨率達0.2°x 0.2°。

FMCW（調頻連續波）

與傳統的ToF激光雷達相比，FMCW激光雷達多出了不少優勢，比如對背景光線和傳統干擾的免疫、探測距離遠等。傳統ToF雷達很可能受到其它傳感器的光脈沖干擾，以及先前發出脈沖的自干擾。而FMCW激光雷達通過檢測返回光和發射光的時間、頻率和波長，濾除不匹配的數據，從而實現更精確的目標檢測。但其劣勢是光學校準復雜，需要連續性強的光源，而且線性調制較為困難。

AFDL激光雷達 / Blackmore

Aurora是一家研究自動駕駛汽車“全棧解決方案”的廠商，并推出了自研的Aurora Driver自動駕駛平臺。Aurora在去年收購了專研FMCW激光雷達的Blackmore。據Aurora強調，FMCW激光雷達不會受到日照光線量的影響，探測距離可達300米以上。而且Aurora的FMCW激光雷達也可以在1550nm波段下工作，從而使得傳感器發射更強的光脈沖。

Aeva FMCW激光雷達 / Aeva

而同樣研究FMCW的Aeva近期也宣布將與德國汽車供應商采埃孚合作，力求實現首個FMCW車規激光雷達的批量生產。Aeva聲稱其FMCW技術與其它廠商不同，其獨特指出在于打破了最大探測距離和點云密度之間的依賴性。Aeva的4D激光雷達將多個光速集成在芯片上，每個光速可在最大范圍內每秒測量數百萬個點，從而提供前所未有的數據準確性并極大提高了自動駕駛測量的安全系數。

小結

隨著自動駕駛的要求逐漸提高，激光雷達的參數要求也在慢慢提高，比如從角度分辨率升級為即時分辨率等。激光雷達在汽車應用上的探索仍在進行中，且多數集中在ToF技術上。Flash ToF激光雷達盡管有著不錯的特性，但2D光電檢測和弱光條件下仍存在較大挑戰。FMCW的技術成熟度雖然較低，但相比之下OPA的成熟度更低，兩者都需要多年研究才能走向市場規模化。兩者都需要多年研究才能走向市場規模化。而如今不少機械激光雷達的廠商都開始嘗試MEMS固態激光雷達、高波長、軟件定義或AI輔助等新方向，激光雷達仍處于較快的技術迭代期，但不可否認的是，激光雷達必將成為將自動駕駛推向L4及以上等級的中堅力量。