要想自動(dòng)駕駛車輛實(shí)現(xiàn)理想中的自動(dòng)、安全駕駛，擁有一套靈敏、精確的感知系統(tǒng)是前提。記者采訪了解到，作為自動(dòng)駕駛必不可少的感知系統(tǒng)，激光雷達(dá)的研發(fā)、測(cè)試正在成為熱點(diǎn)，而代表激光雷達(dá)未來發(fā)展方向的全固態(tài)激光雷達(dá)則有望助力中國(guó)企業(yè)在此領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。
未來的發(fā)展方向
按照自動(dòng)駕駛L1—L5的等級(jí)劃分，L3及以下屬輔助駕駛或低級(jí)別自動(dòng)駕駛，L4、L5才算得上高級(jí)別自動(dòng)駕駛。目前的自動(dòng)駕駛都處于L3以下階段，而可以運(yùn)用在自動(dòng)駕駛的感知系統(tǒng)共有3種：微波雷達(dá)、視頻感知和激光雷達(dá)。
中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所研究員劉博主要從事激光雷達(dá)遙感探測(cè)方向的研究，他認(rèn)為以上3種感知系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)駕駛來說各有優(yōu)劣。微波雷達(dá)又稱毫米波雷達(dá)，其優(yōu)勢(shì)是探測(cè)不受天氣影響，成本較低。不足是分辨率不高，不能分辨事物的細(xì)節(jié)，對(duì)非導(dǎo)體障礙物的響應(yīng)弱；視頻感知就是攝像頭，分辨率比較高，細(xì)節(jié)信息豐富，但其成像是平面的二維圖像，即使采用雙目視覺，在較遠(yuǎn)處距離誤差也比較大；激光雷達(dá)被業(yè)內(nèi)廣泛看好，是實(shí)現(xiàn)高級(jí)別自動(dòng)駕駛的主要感知系統(tǒng)。其優(yōu)勢(shì)是距離分辨率高、準(zhǔn)確度高，不足是其性能受霧霾等惡劣天氣影響，而且成本較高。“分辨率越高的激光雷達(dá)傳回給決策系統(tǒng)的數(shù)據(jù)就越多。在車輛高速行駛過程中，激光雷達(dá)掃描獲得的數(shù)據(jù)量非常大，這也對(duì)自動(dòng)駕駛決策系統(tǒng)的處理能力提出了不小的挑戰(zhàn)。”因此，劉博認(rèn)為，未來能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)的自動(dòng)駕駛車輛，不會(huì)是只采用某種單一技術(shù)，而應(yīng)該是發(fā)揮幾種技術(shù)各自優(yōu)勢(shì)后的多傳感器融合運(yùn)用。
劉博介紹，從技術(shù)原理看，用于自動(dòng)駕駛的激光雷達(dá)主要有兩種類型：第一種是機(jī)械掃面雷達(dá)，多束激光并排繞軸旋轉(zhuǎn)360o，每束激光掃描一個(gè)平面；第二種是全固態(tài)激光雷達(dá)，這種技術(shù)并不是常用的機(jī)械掃描方式，不像第一種技術(shù)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)，被認(rèn)為是激光雷達(dá)未來的發(fā)展方向。
國(guó)內(nèi)研發(fā)蓬勃興起
“激光雷達(dá)最早起源于國(guó)外，有的國(guó)外企業(yè)研發(fā)歷史已有幾十年。雖然激光雷達(dá)用于自動(dòng)駕駛是近幾年的事情，但國(guó)外歷史悠久的企業(yè)已經(jīng)搶占先機(jī)，現(xiàn)在很多車企也使用了國(guó)外企業(yè)的產(chǎn)品。但隨著中國(guó)這幾年對(duì)新能源汽車、智能制造的重視，國(guó)內(nèi)也有很多企業(yè)開始聚焦激光雷達(dá)，目前較為成熟的是機(jī)械掃描雷達(dá)，但全固態(tài)激光雷達(dá)的研發(fā)也蓬勃興起。”劉博介紹。
北科天繪是一家位于北京海淀區(qū)的高新技術(shù)企業(yè)，擁有18年的激光雷達(dá)技術(shù)積累。2015年，北科天繪啟動(dòng)智能車和智能機(jī)器人導(dǎo)航激光雷達(dá)的研制工作，正式進(jìn)軍汽車產(chǎn)業(yè)。總經(jīng)理助理張寒青介紹，北科天繪采用完全自主研發(fā)的芯片和半導(dǎo)體工藝，比傳統(tǒng)裝配工藝更簡(jiǎn)潔高效，所以也是我國(guó)唯一實(shí)現(xiàn)高端激光雷達(dá)裝備自主研發(fā)和量產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。據(jù)介紹，今年3月，北科天繪兩款產(chǎn)品獲得美國(guó)FDA頒發(fā)的雷達(dá)輻射安全證書，獲準(zhǔn)進(jìn)入美國(guó)市場(chǎng)銷售。
雖然已經(jīng)在機(jī)械掃描雷達(dá)領(lǐng)域取得了很好成績(jī)，但張寒青認(rèn)為北科天繪未來發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)是全固態(tài)激光雷達(dá)。“我們的全固態(tài)激光雷達(dá)的研制采用3D-Flash技術(shù)路徑，今年會(huì)發(fā)布自己的全固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品。”
北京飲冰科技有限公司是一家初創(chuàng)企業(yè)，主要致力于激光傳感器在自動(dòng)駕駛及智能交通領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用。總經(jīng)理姜波介紹，目前在世界上，激光雷達(dá)用于自動(dòng)駕駛還處于研發(fā)、測(cè)試階段，離用于量產(chǎn)車輛還有差距。“除了對(duì)雷達(dá)產(chǎn)品超高的質(zhì)量可靠性要求帶來的技術(shù)難度以外，價(jià)格是很難逾越的‘攔路虎’。國(guó)外64線激光雷達(dá)的售價(jià)高達(dá)7萬(wàn)美元，比一輛車的售價(jià)還貴。”姜波分析，激光雷達(dá)對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)要求很高，繁瑣復(fù)雜的工藝使其成本很難降下來。“飲冰科技主要研發(fā)的是全固態(tài)激光雷達(dá)，我們相信，這會(huì)是中國(guó)企業(yè)的一個(gè)機(jī)會(huì)，希望能在這個(gè)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)彎道超車。”
為了避免自動(dòng)駕駛走上缺芯的老路，姜波坦言，從一開始他們就致力于從最基本的芯片研發(fā)開始，選擇的上游產(chǎn)品也都是中國(guó)企業(yè)。“中國(guó)缺芯之痛不能在自動(dòng)駕駛行業(yè)重演，我們要把核心技術(shù)真正牢牢掌握在自己手里。”
整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展還有差距
劉博介紹，激光雷達(dá)主要由激光光源、探測(cè)器和信息處理器三部分構(gòu)成。光源部分的核心部件是主要是激光二極管，據(jù)他所知，國(guó)內(nèi)企業(yè)采用的激光二極管大都來自國(guó)外的企業(yè)。“國(guó)內(nèi)目前還沒有企業(yè)能做出達(dá)到激光雷達(dá)使用要求的激光二極管。”探測(cè)器部分的核心部件是雪崩二極管。“這部分的情況比激光二極管的情況好一些。雖然國(guó)外產(chǎn)品在性能上更勝一籌，但國(guó)內(nèi)也有一些企業(yè)在奮起直追，取得了很大進(jìn)展。
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