受工信部發(fā)布《汽車駕駛自動化分級》推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)報批公示和長安推出L3級自動駕駛量產(chǎn)體驗的影響，汽車自動駕駛再度成為熱門話題。從社會大環(huán)境看，自動駕駛是一個系統(tǒng)工程，包含汽車技術(shù)、車路協(xié)同和法規(guī)制約。而汽車技術(shù)中除了中央控制系統(tǒng)外，關(guān)鍵零部件如激光雷達、毫米波雷達等探測設(shè)備也發(fā)揮了重要作用。

據(jù)全球市場調(diào)研機構(gòu)IHSMarket預(yù)測，2025年全球自動駕駛汽車銷量將達到60萬輛，2035年將達到2100萬輛。而自動駕駛的發(fā)展離不開核心零部件激光雷達，據(jù)Global Reports Store報告顯示，2016年，全球激光雷達行業(yè)的價值約為4.9億美元，在2017-2025年的預(yù)測期內(nèi)，將以超過17.70％的健康增長率增長。

自動駕駛的“眼睛”

一臺可以自動駕駛的車輛中，需要許多的感應(yīng)測量單元與中央處理單元緊密合作。其中，雷達設(shè)備、激光雷達、攝像頭和慣性測量單元是幾個必不可少的部件，其中激光雷達主要起精確探測作用。

激光雷達是汽車的感知檢測系統(tǒng)，是自動駕駛車輛的眼睛，能夠采集環(huán)境信息并識別物體和危險狀況。激光雷達與毫米波雷達、慣性測量單元、攝像頭和超聲傳感器等不同子系統(tǒng)組合，為成功實現(xiàn)自動駕駛和高度安全、可靠的高級駕駛員輔助系統(tǒng)構(gòu)建了基礎(chǔ)框架。

其中，

代表激光雷達

圖片來源：analog官網(wǎng)

理論上，自動駕駛汽車關(guān)鍵技術(shù)包括環(huán)境感知、精準(zhǔn)定位、決策與規(guī)劃、控制與執(zhí)行、高精地圖與車聯(lián)網(wǎng) V2X 以及自動駕駛汽車測試與驗證技術(shù)。

環(huán)境感知是其他部分的基礎(chǔ)，處于自動駕駛汽車與外界環(huán)境信息交互的關(guān)鍵位置，是實現(xiàn)自動駕駛的前提條件。包含激光雷達的環(huán)境感知系統(tǒng)獲取汽車所處的交通環(huán)境信息和車輛狀態(tài)信息，為自動駕駛汽車的決策規(guī)劃提供前提條件。據(jù)悉，環(huán)境感知有兩種技術(shù)路線，一種是以攝像機為主導(dǎo)的多傳感器融合方案，典型代表是特斯拉。另一種是以激光雷達為主導(dǎo)，其他傳感器為輔助的技術(shù)方案，典型企業(yè)代表如谷歌、百度等。

什么是激光雷達

激光雷達是以發(fā)射激光束來探測目標(biāo)空間位置的主動測量設(shè)備。根據(jù)探測原理，激光雷達分為單線（二維）激光雷達和多線（三維）激光雷達。單線激光雷達通過發(fā)出一束激光掃描線對區(qū)域進行旋轉(zhuǎn)掃描，多線激光雷達則通過發(fā)出兩束或兩束以上的激光掃描線對區(qū)域進行旋轉(zhuǎn)掃描。多線激光雷達能夠檢測目標(biāo)的空間距離與方位，并可以通過點云來描述三維環(huán)境模型，提供被檢測目標(biāo)的詳細形狀描述。據(jù)悉，多線激光雷達主要有 4 線、8 線、16 線、32 線和 64 線。激光雷達發(fā)出的線束越多，每秒采集的點云越多，同時造價也越高。如有些激光雷達廠家的64線激光雷達售價是16線激光雷達的17.5倍。激光雷達已經(jīng)發(fā)展了三代產(chǎn)品，包括第一代機械掃描激光雷達、第二代混合固態(tài)激光雷達以及第三代純固態(tài)激光雷達。第三代純固態(tài)激光雷達可以使激光雷達的成本大幅度降低，使激光雷達在自動駕駛汽車上的應(yīng)用能夠普及。

激光雷達一般由激光發(fā)射、激光接受、信息處理和掃描系統(tǒng)四部分組成。相對于毫米波雷達，激光雷達有更高的探測精度，但對氣象條件要求更嚴(yán)格。在車輛中使用激光雷達，對探測器和激光器等激光雷達系統(tǒng)組件提出了嚴(yán)苛的要求，特別是耐熱性和汽車全生命周期內(nèi)的可靠性。

激光雷達廠家大比拼

與毫米波雷達主要由傳統(tǒng)零部件大廠掌握不同，激光雷達的生產(chǎn)企業(yè)更多集中在新型創(chuàng)業(yè)企業(yè)中，這是因為激光雷達的技術(shù)門檻和成本較高，前期更適宜創(chuàng)新公司，當(dāng)然這些公司的背后也有很多傳統(tǒng)巨頭的身影。

激光雷達的主要力量集中在國外，知名廠商包括有Velodyne、Ibeo、Innoviz、Leddar Tech和Quanergy等。國產(chǎn)激光雷達的公司起步較晚，但近幾年，隨著自動駕駛的火爆，許多有實力、有背景的團隊加入到這個領(lǐng)域的研發(fā)與拓展中來，也涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀的企業(yè)。

在眾多知名激光雷達廠商中，Velodyne成立于1983年，是一家位于加州硅谷的技術(shù)公司。原來做音響，后來業(yè)務(wù)拓展至激光雷達領(lǐng)域；而Ibeo于2010年和法雷奧合作開始量產(chǎn)可用于汽車的激光雷達；成立于2005年的北科天繪，是國內(nèi)激光雷達領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，包括京東物流在內(nèi)的無人物流車上可見其身影；Leddar Tech是一家從加拿大視覺圖像研究機構(gòu)獨立出來的公司，是激光雷達市場炙手可熱的新創(chuàng)公司之一；Tetra Vue是美國一家為無人駕駛汽車捕捉超高分辨率3D圖像的智能科技初創(chuàng)公司；TriLumina于2011年成立于美國，主力產(chǎn)品是用于車用激光雷達的固態(tài)VCSEL照明模組；Quanergy總部位于美國加州，是一家開發(fā)小型固態(tài)廉價激光雷達的公司；2013年，禾賽科技在美國硅谷創(chuàng)立，次年落戶上海；Innoviz則是以色列一家激光雷達解決方案提供商

借勢自動駕駛 產(chǎn)業(yè)曙光盡顯

激光雷達廠商中，大部分都有研發(fā)固態(tài)激光雷達的業(yè)務(wù)，尤其是初創(chuàng)企業(yè)多主攻固態(tài)，從中可以看到從機械式到混合固態(tài)，再到純固態(tài)的趨勢。隨著第三代純固態(tài)激光雷達產(chǎn)品的出現(xiàn)，產(chǎn)品成本的大幅降低，激光雷達在自動駕駛汽車上的應(yīng)用將更加普及。

隨著更多實力強大企業(yè)的加入，激光雷達的發(fā)展或?qū)⑻崴?。大疆旗下自動駕駛公司Livox發(fā)布過兩款專為自動駕駛汽車設(shè)計的激光雷達。其中包含專為L3/L4級自動駕駛汽車設(shè)計，標(biāo)稱探測距離260米的激光雷達，以及號稱全球首個探測距離達到500米的車載激光雷達。而更早前，華為也宣布入局激光雷達。

在2020年CES展覽上，許多激光雷達廠家展出了自家的最新產(chǎn)品，重點在降低成本、降低功耗、延長探測距離、提高分辨率、延展視野、外形緊湊、增強探測精度、激光雷達在車輛中的集成設(shè)計、數(shù)據(jù)處理速度更快、數(shù)字化光學(xué)開關(guān)等方面強化產(chǎn)品。上述廠家的產(chǎn)品量產(chǎn)后，將為實現(xiàn)自動駕駛、特別是高速工況下的自動駕駛提供了更大的可能性。