據(jù)報(bào)道，目前激光雷達(dá)的項(xiàng)目需求超過十多個(gè)。顯然，激光雷達(dá)已經(jīng)進(jìn)入了ADAS市場。但汽車行業(yè)的觀察者們認(rèn)為不會(huì)有供應(yīng)商獨(dú)占所有的生意。

在所有為了改善感知和目標(biāo)探測的汽車傳感器范式中，目前激光雷達(dá)是最復(fù)雜、技術(shù)路線最多的。每個(gè)激光雷達(dá)技術(shù)不僅在光源上不同，更在“測距”和“成像”方法上有所不同。一些成熟的激光雷達(dá)方案正在接近量產(chǎn)水平。但新的激光雷達(dá)技術(shù)經(jīng)常被宣傳為更加具有前景，但實(shí)際上更多是處于研發(fā)或是設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段。顯然，這些激光雷達(dá)在成本、大小和表現(xiàn)上差異巨大。

更加復(fù)雜的是，激光雷達(dá)玩家眾多（預(yù)計(jì)有70-80家公司），市場也趨于擁擠。合并收購多如牛毛。一些激光雷達(dá)公司找到了SPAC的方式上市。許多初創(chuàng)公司把SPAC看做一個(gè)募集資金進(jìn)行上市的渠道。

但真實(shí)的故事更加復(fù)雜。由于激光雷達(dá)公司正在研發(fā)不同的技術(shù)路徑，車廠和Tier在如何部署激光雷達(dá)和針對什么功能要求不一。

目前車廠和Tier1的要求不一，比如要求不同的視場、距離，集成的位置都各不一樣。

AEye的CMO Stephen Lambright認(rèn)為激光雷達(dá)不是贏家通吃的市場。Lambright認(rèn)為許多激光雷達(dá)公司還在測試不同的設(shè)計(jì)。

但汽車市場行業(yè)對激光雷達(dá)的需求是切實(shí)存在的。Lambright透露，對于ADAS的應(yīng)用，他的公司收到了15-16個(gè)不同的報(bào)價(jià)需求，這些ADAS車輛都是預(yù)計(jì)在2025-2026年量產(chǎn)的。

本文中我們也匯總了一些目前和未來激光雷達(dá)市場的信息，包括已知的定點(diǎn)以及一些新的玩家，比如AEye和Opsys。

技術(shù)矩陣

最好的驗(yàn)證激光雷達(dá)技術(shù)多樣性的方式是畫兩條軸：一條軸代表成像技術(shù)，另一條代表測距技術(shù)。成像技術(shù)可以分為機(jī)械、MEMS、OPA，以及Flash。測距技術(shù)包括Pulse波、FMCW，以及phase shift技術(shù)。

上圖匯總了不同技術(shù)路徑以及不同的主要激光雷達(dá)玩家。

不同種類的激光雷達(dá)使用的光源是不同的。主流的激光雷達(dá)供應(yīng)商目前使用邊緣發(fā)射和基于905nm的雪崩電子二極管，因?yàn)檫@些器件已經(jīng)做好了量產(chǎn)的準(zhǔn)備。一些激光雷達(dá)供應(yīng)商，比如Luminar，已經(jīng)開始使用1550nm的纖維激光光源。

然而邊緣發(fā)射器和纖維激光器并不是唯一的選擇。激光雷達(dá)公司正在快速接受VCSELs發(fā)射器，蘋果在iPad Pro 11上首次使用了VCSELs掃描。德國的Ibeo使用的是奧地利Ams公司的VCSEL技術(shù)，Ibeo已經(jīng)獲得了長城汽車的定點(diǎn)，搭載車型會(huì)在2022年量產(chǎn)。Ouster首先發(fā)布了機(jī)械式激光雷達(dá)，去年也發(fā)布了應(yīng)用于ADAS場景的VCSELs結(jié)合SPADs的激光雷達(dá)，預(yù)計(jì)在2024年開始生產(chǎn)?？偛吭谝陨械腛psys也在開發(fā)一款全固態(tài)掃描的激光雷達(dá)，這款激光雷達(dá)使用了VCSEL的發(fā)射器和SPAD的接收器，宣稱今年晚些時(shí)候可以落地。Opsys宣稱可以達(dá)到200米的探測距離和1000Hz的掃描頻率。

優(yōu)勢和劣勢

目前的激光雷達(dá)正在從機(jī)械式向MEMS、基于Flash以及FMCW進(jìn)行迭代。但是這個(gè)迭代過程很復(fù)雜。

比如，許多機(jī)械式激光雷達(dá)還是市場的主要角色，因?yàn)樗麄兏颖阋恕５麄兒艽蟮膯栴}在于機(jī)械部件可能成為失效的一個(gè)源頭。MEMS一個(gè)主要的優(yōu)勢是其較小的尺寸。其固態(tài)的形式讓其更加可靠，不過還是有許多微小的運(yùn)動(dòng)部件。

與此相比，F(xiàn)lash激光雷達(dá)沒有旋轉(zhuǎn)部件，更加可靠，但是這代還是有感知距離的局限。

上圖中將FMCW放在了R&D階段。目前認(rèn)為FMCW在2025年前很難落地。去年Waymo講到未來自研激光雷達(dá)時(shí)提到了FMCW。最近Mobileye也在年初的CES上討論了FMCW，可能會(huì)在未來的無人車?yán)锊贾迷谘械腇MCW激光雷達(dá)。

相干探測比直接探測要敏感許多，可以提供更好的性能表現(xiàn)。比如單波的速度測量和避免其他光源干涉方面尤為如此，包括其他車輛激光雷達(dá)光源發(fā)出的光。但是面對FMCW激光雷達(dá)的重大挑戰(zhàn)是相關(guān)器件的制造能力以及成本。但Mobileye相信這些困難可以通過英特爾的相關(guān)研發(fā)和制造技術(shù)得到解決。

目前的定點(diǎn)項(xiàng)目

目前預(yù)測激光雷達(dá)市場最好的方法是看一下目前的定點(diǎn)。目前官宣的定點(diǎn)有：法雷奧–奧迪A8；法雷奧-奔馳；Innoviz-寶馬；Luminar–沃爾沃。雖然目前許多定點(diǎn)聚焦在將一顆激光雷達(dá)安裝在ADAS或者全自動(dòng)駕駛車輛上。目前車廠的需求是在同一輛車上安裝短、中、長距離激光雷達(dá)。

比較好的例子是：雷克薩斯用了4個(gè)激光雷達(dá)（電裝*1，大陸*3），現(xiàn)代用了2個(gè)激光雷達(dá)（Velodyne，目前正在切換到Valeo）；本田用了5個(gè)法雷奧的激光雷達(dá)；長城用了3個(gè)Ibeo的激光雷達(dá)。混合是未來的趨勢，比如雷克薩斯使用一顆長距離的電裝和3個(gè)中距離的大陸的激光雷達(dá)。

目前ADAS汽車接受的新的激光雷達(dá)技術(shù)是MEMS、纖維光源和SPAD的Flash激光雷達(dá)。

“高速公路自動(dòng)駕駛”已來

幾年前，激光雷達(dá)技術(shù)還是一項(xiàng)只有無人車可以承受的昂貴技術(shù)?，F(xiàn)在情況改變了。雖然Elon Musk對于激光雷達(dá)極力抵制，但今天激光雷達(dá)還是在ADAS新車的規(guī)劃上。

通過對OEM的RFQ的研究，我們發(fā)現(xiàn)ADAS的需求正在向“高速自動(dòng)駕駛”過渡。AEye的Lambright認(rèn)為主機(jī)廠希望司機(jī)可以“有信心地”手離開方向盤。主機(jī)廠需要當(dāng)車輛在高速公路上行駛的時(shí)候，車輛可以在150米到200米外探測到小目標(biāo)、輪胎和磚塊。

目前300米內(nèi)的探測足夠了，但是看得更遠(yuǎn)、精度更高對于激光雷達(dá)性能和安全的改進(jìn)都至關(guān)重要。

在高速自動(dòng)駕駛特別是L3級別的車輛，脫手功能至關(guān)重要。你可以看得越遠(yuǎn)就可以給司機(jī)更多的時(shí)間來做交接并進(jìn)入安全模式。長距離探測小物體是放在主機(jī)廠面前的主要問題。

VSI Lab是一家致力于主動(dòng)安全和自動(dòng)駕駛技術(shù)應(yīng)用研究的公司，在加州的Byron對AEye的激光雷達(dá)性能進(jìn)行了評估，確認(rèn)其產(chǎn)品在一輛未改裝的Chevy Bolt上可以在一公里外形成點(diǎn)云。

VSI Lab的創(chuàng)始人Phil Magney 認(rèn)為：“我們認(rèn)為激光雷達(dá)探測1公里外的物體是很不同尋常的。我們從未見過這樣的傳感器”。

對比激光雷達(dá)和其他高速自動(dòng)駕駛的傳感器，Magney說問題在于“攝像頭看不到那么遠(yuǎn)。攝像頭的輸出是估計(jì)”。那么毫米波雷達(dá)如何呢？“毫米波雷達(dá)很好，但是橫向定位很難”，但是，激光雷達(dá)是可以給你探測到精確值的儀器。

但如果用于高速自動(dòng)駕駛的ADAS車輛需要變道，那么中短距側(cè)向激光雷達(dá)是必須。

靈活度需求

假設(shè)激光雷達(dá)有不同的應(yīng)用場景，那么在構(gòu)架、波長，以及視場上的靈活度就顯得愈發(fā)重要。

雖然Opsys不是第一家研發(fā)高性能SPAD和VCSEL激光雷達(dá)方案的公司，這個(gè)公司宣稱其Micro-flash激光雷達(dá)可以提供超過4倍Flash激光雷達(dá)探測精度，同時(shí)擁有超強(qiáng)分辨率和掃描速度。在一個(gè)訪談中，Opsys董事會(huì)的執(zhí)行主席Eitan Gertel許諾可以提供探測距離200米的純固態(tài)micro flash激光雷達(dá)，可以掃描在全視場范圍內(nèi)每秒1000幀的圖像。

Opsys比Ouster還要年輕，但是其團(tuán)隊(duì)背景很好（Opsys的領(lǐng)導(dǎo)層都來自Finisar，F(xiàn)inisar是光學(xué)通信零件和系統(tǒng)的供應(yīng)商），他們都是光電學(xué)的專家。

Opsys的micro-flash激光雷達(dá)的關(guān)鍵是將一系列傳感器集成到一個(gè)單一的激光雷達(dá)系統(tǒng)，提供集成的4D點(diǎn)云以及靈活的FoV。這使得micro-flash激光雷達(dá)可以“定制化”，車廠和Tier1在不同車型上尋求不同的FoV。

更好的是，Opsys專有的多波長技術(shù)可以使不同波長的傳感器集成到同一輛車上并且互相沒有干擾地工作。

激光雷達(dá)裝在哪里？

另外很重要的是，激光雷達(dá)的安裝位置對于車輛外觀而言非常重要。說到在路上測試的無人車，Magney談到：“當(dāng)我們的測試車遇到積雪的時(shí)候，車頂?shù)募す饫走_(dá)是第一個(gè)遭殃的?！?/p>

他解釋道：“我們需要明白要提供多少熱量給傳感器來化凍。當(dāng)你的激光雷達(dá)在車頂?shù)臅r(shí)候，他是完全暴露的。于是傳感器的清理就成為一個(gè)問題了”

當(dāng)評估AEye的激光雷達(dá)性能的時(shí)候，AEye可以將其激光雷達(dá)放在擋風(fēng)玻璃后面，令VSI Lab印象深刻。AEye說，由此產(chǎn)生的影響不過是性能下降不到10％。考慮到玻璃（尤其是擋風(fēng)玻璃）的分散性很強(qiáng)，Lambright懷疑它會(huì)對諸如FMCW之類以頻率為導(dǎo)向的激光雷達(dá)會(huì)產(chǎn)生“巨大的干擾”。