隨著自動駕駛的熱潮，“激光雷達”備受矚目?，F(xiàn)在雷達產(chǎn)品也五花八門，國內(nèi)國外的產(chǎn)品都做得越來越小，外觀也越來越漂亮。但是目前這些雷達90%以上都是采用同一種技術(shù)方案，即激光飛行時間(TOF)技術(shù)。

去年7月份成立的一家初創(chuàng)公司，劍走偏鋒，專攻基于相干技術(shù)的激光雷達。成立短短4個月后，去年11月獲得了百度和華登1800萬融資，估值過億。

在最近“青城山中國IC生態(tài)高峰論壇”上，愛萊達科技有限公司總經(jīng)理潘衛(wèi)清和大家分享了他們獨特的相干波激光雷達方案。

在解釋為什么走上相干波路線之前，他先向大家描述了TOF技術(shù)的缺陷。

TOF技術(shù)的缺陷

TOF技術(shù)優(yōu)點非常的明顯，首先是原理簡單，通過光脈沖在目標與雷達間的飛行時間乘以光速就可以獲得距離，技術(shù)路線也很簡單是直接測量飛行時間，成熟度比較高，從脈沖激光發(fā)送、接收到處理均有成熟的模塊組件和專用處理芯片。開發(fā)周期也很短，現(xiàn)在公司要做一個TOF雷達也很快。

但TOF雷達其實也存在一些問題，特別是針對未來無人駕駛，潘衛(wèi)清談到了4個主要問題：

第一，抗干擾。現(xiàn)在無人駕駛做測試的激光雷達基本上都是單輛車或者少數(shù)幾輛車在跑，如果以后商用普及，那么路上大量的車都用同樣的雷達掃描，雷達就沒法識別是附近的車打來的脈沖還是自己發(fā)出的信號回波。以后自動駕駛車輛都采用這種設(shè)備，在路邊很容易用相同雷達同波段的強光源去執(zhí)行惡意破壞，從而導(dǎo)致雷達失靈。還有就是陽光強烈時，雷達會和人眼一樣看不到目標了，從而帶來安全隱患。

第二，探測距離——會影響車速。人類如果晚上開近光燈開車，車速就上不去，開了遠光燈才能保證一定的速度；同理，激光雷達相當(dāng)于車的眼睛，探測距離近的時候車速上不去?，F(xiàn)在激光雷達做到150米到200米就很困難，一般的車用200米都采用了比較高的放射率。

第三，掃描問題。大家都想把激光雷達做成固態(tài)的，期待光學(xué)相控陣技術(shù)(OPA)方案。但OPA不僅對雷達有要求、對主機也有要求，大規(guī)模做成以后掃描的出光孔徑很小，也就意味著在雷達里會帶入損耗，會進一步縮短TOF的探測距離。

第四，全天候工作不太可能。例如雨、霧、雷等惡劣天氣影響。

相干激光雷達，有沒有必要？

都看到了這里，各位EDN電子技術(shù)設(shè)計的讀者，您覺得創(chuàng)新有沒有必要？

“我們也是基于以上的原因，才尋求新的方案。”潘衛(wèi)清指出，“我們的方案是相干探測，相干測距，即調(diào)頻連續(xù)波FMCW雷達。很簡單就是光源、耦合器、上位機，然后采集。”

該方案發(fā)的信號是連續(xù)波，頻率是線性的周期，調(diào)頻的一個頻率，也就意味著發(fā)射的頻率和接收的頻率有一個差異，這個差異可以通過光學(xué)的混頻探測探測到它兩個波的差，通過頻率做一個轉(zhuǎn)換就可以換算出距離，原理其實也不復(fù)雜，它增加的模塊主要是光學(xué)處理部分。

這其中的關(guān)鍵技術(shù)包括；激光調(diào)頻技術(shù)，收發(fā)光學(xué)技術(shù)，相干接收技術(shù)，然后信號解析算法。

圖：總結(jié)一下TOF雷達和相干雷達的對比。

上圖為TOF雷達和相干雷達的對比。

首先在抗干擾能力上相干方案較強，不需任何處理，光學(xué)上就已經(jīng)解決了。有效探索靈敏度非常高，直接有效探測只需要10個光子就能夠精確測試。

也有人認為FMCW激光雷達也有一些局限性，比如與ToF相比需要更多的算力，因此生成全三維環(huán)繞圖時速度慢。“根本不存在這個問題，這個只是行外人的一種簡單推測，”EDN電子技術(shù)設(shè)計記者為此特地請教潘衛(wèi)清先生時他指出，“我們有具體的實測數(shù)據(jù)。”

下圖是愛萊達今年開發(fā)出的相干激光雷達，目前體積較大的原因主要還是散熱，設(shè)計距離3公里。發(fā)射功率在50到200毫瓦時探測距離就可超過1公里，且能完全直視太陽光工作，不受任何光的干擾。

“未來，我們的雷達還可以跟毫米波做芯片級的融合，雷達工作機制和毫米波的工作機制非常的相似，很多模塊可以共用，包括信號的調(diào)制模塊和處理的模塊可以共用。”潘衛(wèi)清指出。