雷达设计专利
然而，《遥远的2020》已经来到了我们的眼前。梦想中的飞行汽车似乎还没有实现，但自动驾驶确实离我们更近了。就在今天开幕的美国CES展会上，博世不仅公开了首款汽车级激光雷达，还宣布已经进入量产研发阶段。
无独有偶，除了博世，Innoviz？技术、能源？Systems等厂商纷纷表示将在不久的将来实现激光雷达的量产应用。而且我们总是听说激光雷达是自动驾驶技术的“左膀右臂”。那么它是什么，为什么实现自动驾驶的重担会落在它身上？
为什么选择激光雷达？
2065438+2009年4月，马斯克公开表示:“只有傻瓜才会用激光雷达。现在谁要靠激光雷达，谁就完蛋了！”诚然，“激光雷达无用论”可能过于偏激，但毕竟头部自动驾驶公司Waymo拥有的激光雷达最贵成本高达7万美元，对于一个需要疯狂削减成本才能进入中国市场的商人来说有点夸张。
那么为什么有这么高成本的激光雷达，还有人执着于这块“硬骨头”，甚至不断有新技术和创业公司“飞蛾扑火”？原因是激光雷达有车载雷达/毫米波雷达/相机等现有的车辆探测手段，都有不可忽视的性能劣势。
另一方面，激光雷达比其他探测手段具有更高的距离分辨率、角度分辨率和速度分辨率；整体检测精度更高，距离更宽，与前者相比抗干扰能力强(鲁棒性好)，能更直观地生成多位图像。最关键的一点是，无论是白天还是夜晚，外界的光照条件对激光雷达的成像影响都不大，这对实现更高水平的自动驾驶起着至关重要的作用。
一旦激光雷达达到量产和商业化的条件，仅从车载需求来看，这将是一块巨大的蛋糕。谁能在比赛中占得先机，谁就拥有双人赛的话语权。
激光雷达的主要类型
激光雷达分为单线数和多线数两种，但是单线数只能进行平面扫描，不适合汽车行驶的复杂环境。因此，与单线激光雷达相比，应用于汽车的多线激光雷达提高了尺寸。目前国际市场上有4线、8线、16线、32线、64线，甚至有头部企业推出了128线产品。
以上类型是根据线数分类的，而在多线激光雷达产品中，根据扫描方式的不同，又分为机械旋转式、MEMS、FLASH和相控阵激光雷达。
其中传统的机械旋转是最早诞生的激光雷达，也是目前最成熟的类型。但是，这种机械旋转式激光雷达也有不可忽视的缺点。由于内部核心包括激光器、扫描仪、光学元件、光电探测器、接收IC和定位导航装置等复杂精密的部件，整体硬件成本高，量产门槛高。目前很多研发激光雷达的公司都放弃了这种类型，转而使用固态激光雷达。
所谓固态激光雷达，即非传统机械旋转激光雷达类型，分别为MEMS、FLASH和相控阵。在这三者中，MEMS是最受欢迎的系统，它可以取代用于扫描近红外激光的扫描机构，从而达到降低成本的目的。而且可以动态调整其扫描模式以聚焦特殊物体，收集更远、更小物体的详细信息并进行识别，这是传统机械激光雷达无法做到的，也是应对复杂驾驶条件的必备能力之一。
该系统可以通过一个小镜子将固定的激光束导向不同的方向。由于反射镜质量和体积小，整体惯性不大，可以快速移动，反应速度进一步提高。
固态激光雷达是利用相控阵原理实现的，完全取消了机械结构，装有一排发射机，通过调整信号的相对相位来改变激光束的发射方向，通过电信号严格控制其相位来实现波束指向扫描，所以也可以称为电子扫描技术。但这种方法容易形成旁瓣，影响波束的工作距离和角分辨率，且大多只停留在实验室阶段。
最后一个是闪光激光雷达，3D？基于闪光灯技术的固态激光雷达属于非扫描雷达，其发射的激光束会直接向各个方向扩散，现场会被闪光灯照亮。本发明优点是避免了扫描过程中目标或激光雷达的移动所带来的衍生问题。但这种激光雷达的探测距离是接近的，因为如果扩大探测距离，自然像素会更大，需要处理的信号也会增加。当光电探测器中塞入大量像素时，精度会逐渐下降。
总的来说，考虑到成本、稳定性、精度、驾驶场景匹配等因素，固态激光雷达是目前各家公司的主要研发方向，其中MEMS是性价比较高的解决方案，因此这种形式将成为未来车载激光雷达的主要产品。
国内外企业之间的“纠纷”
说到激光雷达，就不得不提——威力登，全球最大的激光雷达供应商，也是第一个进入激光雷达领域的“先驱”。这一切都可以追溯到2006年，当时中国的汽车市场还处于发展的初级阶段，威力登的创始人大卫？霍尔掌握了多波束激光雷达传感器专利。
第二年，在美国国防部高级研究计划局组织的自动驾驶挑战赛中，总共六个完成的赛车模型中有五个配备了威力登的激光雷达技术。从此，威力登声名鹊起，一度成为lidar的头部企业和代名词。
随后，威力登大肆发展，成为自己领域的顶级供应商，并在机械扫描雷达方面不断改进。受摩尔定律影响，公司产品更新换代很快。结合自身技术，在2017年已经推出了高达128线的激光雷达。但还是那句话，价格并不严格遵循摩尔定律，因为这款产品的零售价已经达到了70万元。综合以上，机械激光雷达价格昂贵。虽然技术处于巅峰，但是可以装在车上，难以缩小需要处理大量数据的集成中心，需要占用大量的车内空间，成为VLS-128的一块“心病”。再加上固态激光雷达的不断壮大，VLS-128(128线激光雷达)只能成为威力登的代表作。
威力登成本高，固态雷达几乎落后，近年来也遇到了国内激光雷达创业公司的上升期。其中最具代表性的公司是沃赛科技和速腾聚创。
后者以16线和32线产品为主。根据当地的优势和相对廉价的劳动力成本，基准产品仅达到威力登的一半。值得一提的是，就在威力登宣布裁撤中国办事处的前几天，速腾聚创发布了一款125线的固态激光雷达，零售价仅为1898美元。
反观国内，百度曾经是威力登的“金主”，而刚刚在2018推出固态激光雷达的威力登显然差强人意。此后，百度转投何塞技术，通过Apollo平台开发自动驾驶技术。
市场份额被国内创业公司蚕食，威力登？2065438+2008年年中，正式对国内沃赛科技和速腾聚创提起诉讼，称两家公司侵犯了威力登的US？第7969558号专利也正式标志着国内外激光雷达进入了激烈的竞争阶段。
你什么时候进入每家每户？
说了这么多，激光雷达什么时候开始量产？它的量产意味着自动驾驶功能将迈出历史性的一步，距离实现构图中的“梦想”将更远。
曾几何时，五年前，L3和L3的量产预测一般集中在2022-2023年。最近对这个目标的预测比较保守，时间延长到了2025年。主要原因是激光雷达的普及速度远远慢于人们的判断。
关于激光雷达的量产，除了博世宣布其首款汽车级远程激光雷达已经进入量产研发阶段，以色列厂商Innoviz？Technologies还表示，其第二代激光雷达产品已于2019年夏季交付，计划于2020年量产。
另外，美国Quanergy？Systems还计划在2021年将激光雷达放在量产车型上；日本先锋公司的先锋电子较为保守，预计2020年将安装在地方公交车等专用车辆上。
由此可见，如果计划如期进行，激光雷达最快将于今年量产。那时候，你我都将是汽车工业跃进的见证者。
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