激光雷達(dá)是市面上爭(zhēng)議很大的一個(gè)傳感器，擺在最前面的一個(gè)爭(zhēng)議就在使用它的必要性上。

堅(jiān)定的激光雷達(dá)派，以Waymo為領(lǐng)頭羊的L4路線目前遇到了很大的阻礙，從L2開(kāi)始演進(jìn)的特斯拉，雖然Autopilot進(jìn)步不達(dá)預(yù)期，但是確實(shí)是鐵桿的反激光雷達(dá)派。而用上激光雷達(dá)的量產(chǎn)車(chē)型，雖然有奧迪和奔馳，但是我們并沒(méi)有看到整體的效果有太大的起色。

中國(guó)的新勢(shì)力汽車(chē)在智能化的道路上一貫是走在了世界的前列。今年，蔚來(lái)汽車(chē)的ET7，小鵬G9和理想L9車(chē)上，分別用上了具有代表性三家激光雷達(dá)企業(yè)的產(chǎn)品：圖達(dá)通（Innovusion）、速騰和禾賽，確實(shí)是值得我們觀察的。

▲圖1.激光雷達(dá)市場(chǎng)一直存在使用的價(jià)值問(wèn)題

從激光雷達(dá)的點(diǎn)云分割創(chuàng)造三維立體圖像，分辨度精準(zhǔn)度高；在讀取物體信息(包括探測(cè)距離/角度分辨率等)方面優(yōu)勢(shì)突出，且無(wú)需依賴深度算法——這是目前所有除了特斯拉以外，所有面向開(kāi)發(fā)L3以上的智能輔助駕駛都會(huì)采用的解決方案。

▲圖2.不同產(chǎn)品的特性比較

Part 1

圖達(dá)通產(chǎn)品工作原理

圖達(dá)通年度媒體沙龍剛結(jié)束，正好聊聊用在蔚來(lái)汽車(chē)上的這個(gè)量產(chǎn)產(chǎn)品。

激光雷達(dá)由四個(gè)基礎(chǔ)組成部分：激光發(fā)射器、掃描器、接收器以及處理設(shè)備組成。

圖達(dá)通在這里的解決方案是，分別采用了 1550nm 光纖激光器、轉(zhuǎn)鏡+振鏡方案、APD 雪崩二極管以及 FPGA 處理器。轉(zhuǎn)鏡+振鏡二維掃描方案，1550nm激光發(fā)射器的采用使其激光雷達(dá)能夠以更大功率掃描更遠(yuǎn)的范圍，可以實(shí)現(xiàn)最遠(yuǎn)500米的探測(cè)距離，10%反射率下250米的探測(cè)距離，最高分辨率0.06°*0.06°，水平視場(chǎng)角達(dá)到120°。

▲圖3. 圖達(dá)通產(chǎn)品的設(shè)計(jì)

在這款產(chǎn)品中，轉(zhuǎn)鏡負(fù)責(zé)水平掃描，振鏡負(fù)責(zé)垂直掃描。激光光束從光源射出后打在振鏡上，反射到轉(zhuǎn)鏡之后到外界，再?gòu)谋粶y(cè)物體處原路返回到接收光路中，并且被處理電路獲取。如果把多個(gè)光源呈現(xiàn)略微不同的角度，同時(shí)向振鏡發(fā)光，實(shí)現(xiàn)多線掃描。光纖是采用了一分四的方法，四路同時(shí)進(jìn)行掃描。

▲圖4. 圖達(dá)通激光雷達(dá)整體結(jié)構(gòu)的分析

下圖我們看到整個(gè)光纖發(fā)射器，通過(guò)一分四的模式（1根紅色的發(fā)送，4根藍(lán)色是接收）

▲圖5. 整個(gè)工作原理

1550 路線的激光器一般只需要一個(gè)光纖激光器 ，圖達(dá)通 Talcon 采用 1分4 設(shè)計(jì)，1個(gè)激光器可同時(shí)產(chǎn)生4條光束進(jìn)行掃描。光纖激光器內(nèi)包括了泵浦光源和種子光源，由于1550nm激光發(fā)射器功率比較大，從位置來(lái)看，安裝在底部借助鋁合金外殼散熱。

▲圖6. 光路收發(fā)模塊

激光雷達(dá)為頂裝，反射線從斜向上，因此棱鏡反射面為倒梯形，在這里4路返回的光纖接口對(duì)應(yīng)4路APD（接收穩(wěn)定、可靠性最好）進(jìn)行處理，接收光信號(hào)通過(guò)光纖傳輸給光子接收器處理成放大倍數(shù)的電信號(hào)后再傳給核心處理器。

▲圖7. 整個(gè)模塊的概覽

從系統(tǒng)成本來(lái)看，光路結(jié)構(gòu)、APD和光纖成本較高，整個(gè)電路部分的成本控制得比較好。

▲圖8. 電路結(jié)構(gòu)

Part 2

圖達(dá)通的優(yōu)勢(shì)

從應(yīng)用層面來(lái)看，我覺(jué)得圍繞整個(gè)前方視野探測(cè)中，這款激光雷達(dá)屬于預(yù)警和掃盲的作用。 100米處的拋灑物都對(duì)于人眼識(shí)別來(lái)說(shuō)很有挑戰(zhàn)，通過(guò)可探測(cè)到100米之外20*40cm大小的拋灑物且點(diǎn)云清晰（5-6個(gè)點(diǎn)），比如道路前方的20cm的輪胎，通過(guò)可行駛區(qū)域的點(diǎn)云輸出來(lái)給自動(dòng)駕駛域控制器進(jìn)行預(yù)警。

▲圖9. 激光雷達(dá)的價(jià)值

圖達(dá)通的激光雷達(dá)掃描采用二維掃描模式，中間高密度區(qū)域?yàn)镽OI 區(qū)域，點(diǎn)云密度是非ROI 區(qū)域的6 倍左右。通過(guò)域控下發(fā)指令給LiDAR，ROI 區(qū)域可以在整個(gè)FOV 內(nèi)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，在大曲率轉(zhuǎn)彎以及遠(yuǎn)距離小目標(biāo)的檢測(cè)跟蹤等方面有重要意義。

▲圖10.設(shè)計(jì)的目標(biāo)和效果

小結(jié)：不管是1萬(wàn)塊的激光雷達(dá)還是4000塊的激光雷達(dá)，價(jià)格是不是值，在早期不那么重要，更多是一種技術(shù)探索。從長(zhǎng)期角度來(lái)看，在激光雷達(dá)部署以后，自動(dòng)輔助駕駛在感知、規(guī)劃層面到底能做成啥樣，值得我們持續(xù)觀察。

審核編輯：郭婷