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“激光雷達(dá)近兩年成為國(guó)內(nèi)激光領(lǐng)域的一個(gè)新熱詞。但是你知道嗎，目前市場(chǎng)上的自動(dòng)駕駛類(lèi)激光雷達(dá)，實(shí)際上沒(méi)有一款是在誕生之初就專為自動(dòng)駕駛而設(shè)計(jì)的。而關(guān)于‘中國(guó)五年內(nèi)會(huì)改寫(xiě)激光雷達(dá)格局’的說(shuō)法，也是一種比較樂(lè)觀的宣傳。”
近日光電匯在了解國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)市場(chǎng)及技術(shù)現(xiàn)狀時(shí)得到了這樣的答案，頗為驚訝。下面，就讓我們聽(tīng)聽(tīng)來(lái)自激光雷達(dá)遙感探測(cè)專家劉博研究員的具體講解和分析。
劉博是中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所研究員、中科院“百人計(jì)劃”、四川省“千人計(jì)劃”入選者，主要從事激光雷達(dá)遙感探測(cè)方向的研究。2016年，劉博課題組在面陣三維成像激光雷達(dá)研究方面取得突破，首次實(shí)現(xiàn)可對(duì)遠(yuǎn)距離動(dòng)態(tài)目標(biāo)高分辨率三維成像，并已申請(qǐng)了發(fā)明專利。
目前激光雷達(dá)的發(fā)展情況如何?
劉博:從應(yīng)用來(lái)看，激光雷達(dá)的種類(lèi)繁多，可用于多種形式的探測(cè)。
最早成熟的激光雷達(dá)技術(shù)是用于探測(cè)臭氧、二氧化硫、氣溶膠等的大氣探測(cè)激光雷達(dá)。2016年，在天宮二號(hào)和神舟11號(hào)的交匯對(duì)接中，利用激光雷達(dá)在兩個(gè)航天器對(duì)接過(guò)程中測(cè)量相對(duì)位置、角度等，保證精準(zhǔn)對(duì)接;還有我國(guó)發(fā)射的嫦娥三號(hào)上，在降落前用來(lái)掃描下方地貌，探測(cè)障礙物，這個(gè)屬于探測(cè)地形地障類(lèi)的激光雷達(dá)。
近幾年，隨著人工智能的發(fā)展，自動(dòng)駕駛、輔助駕駛的興起，推動(dòng)了激光雷達(dá)在民用領(lǐng)域中的應(yīng)用。
從技術(shù)原理來(lái)看，用于民用的激光雷達(dá)主要有兩種類(lèi)型：
第一種是多束激光并排繞軸旋轉(zhuǎn)360?，每束激光掃描一個(gè)平面。早期的激光雷達(dá)為64線(即64束激光)，那時(shí)已滿足自動(dòng)駕駛的需求，但因成本高達(dá)7萬(wàn)美元，未被市場(chǎng)接受。后來(lái)為了降低成本，有公司推出了32線、16線的激光雷達(dá)。但是成本的降低帶來(lái)的是分辨率的下降，這就容易在車(chē)輛駕駛過(guò)程中檢測(cè)障礙物時(shí)產(chǎn)生盲點(diǎn)，帶來(lái)安全隱患。
第二種是固態(tài)激光雷達(dá)。這種技術(shù)以美國(guó)Quanergy Systems公司的固態(tài)激光雷達(dá)傳感器S3為首，采用相控陣掃描方式，并不是常用的機(jī)械掃描方式。它不像第一種技術(shù)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)，可以大幅降低生產(chǎn)成本。但目前技術(shù)并不成熟，離產(chǎn)品市場(chǎng)化還有一段距離。
Quanergy Systems公司的固態(tài)激光雷達(dá)傳感器S3
有行業(yè)人士認(rèn)為，中國(guó)五年內(nèi)會(huì)改寫(xiě)激光雷達(dá)的格局。您怎么看?
劉博:這是一個(gè)比較樂(lè)觀的宣傳。激光雷達(dá)最大的優(yōu)點(diǎn)在于它能直接提供距離信息。平常我們看到的照片或者視頻是一個(gè)平面，這是XY二維空間，但是駕駛員最關(guān)心是距離，即Z坐標(biāo)，這就屬于三維。
國(guó)內(nèi)已有企業(yè)正在合作研究自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)，也有一些公司推出了產(chǎn)品，但是實(shí)際應(yīng)用效果如何，目前尚未看到成效。我國(guó)用于自動(dòng)駕駛的激光雷達(dá)的研究處于剛剛起步的階段。
自動(dòng)駕駛的最大賣(mài)點(diǎn)在于可以把道路駕駛的事故率理論上降到零。因?yàn)樽詣?dòng)駕駛都是由計(jì)算機(jī)控制的，如果系統(tǒng)不出現(xiàn)故障，那么他就會(huì)嚴(yán)格遵守交通規(guī)則，不會(huì)出現(xiàn)走神、酒駕等狀況。但是一旦出現(xiàn)問(wèn)題，例如之前的特斯拉事件，就會(huì)對(duì)自動(dòng)駕駛造成很大的打擊。
激光雷達(dá)的光源有三種：二氧化碳激光器、半導(dǎo)體激光器和全固態(tài)激光器。您認(rèn)為哪種激光器光源最有前途?
劉博:肯定是半導(dǎo)體激光器作為光源潛力最大。因?yàn)榘雽?dǎo)體激光器尺寸可以做到很小，成本比較低，符合作為汽車(chē)配置的需求。現(xiàn)在我們看到的安裝在無(wú)人駕駛車(chē)頂?shù)哪切┘す饫走_(dá)，例如Velodyne，最早并不是為自動(dòng)駕駛而設(shè)計(jì)的，只不過(guò)自動(dòng)駕駛正好用到了其中的一些功能，例如360?掃描。
百度無(wú)人駕駛測(cè)試車(chē)使用了Velodyne的64線激光雷達(dá)
我認(rèn)為，真正實(shí)用化后，這些都應(yīng)該集成到汽車(chē)的內(nèi)部，例如集成到車(chē)燈的位置，半導(dǎo)體激光器恰巧可以滿足這一條件。我相信最終成熟的樣式也一定是這樣的。
您認(rèn)為激光雷達(dá)的市場(chǎng)前景如何?
我國(guó)的激光雷達(dá)產(chǎn)品與國(guó)外差距有多大?
劉博:從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，我國(guó)民用激光雷達(dá)與國(guó)外技術(shù)相比并沒(méi)有太多差距。差距可能是在產(chǎn)業(yè)化和研發(fā)等方面，或者說(shuō)別人早走了一段時(shí)間，而我國(guó)剛剛開(kāi)始做。
我曾與國(guó)內(nèi)很多專家聊過(guò)。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在市場(chǎng)上的激光雷達(dá)沒(méi)有一款是在誕生之初就專為自動(dòng)駕駛優(yōu)化設(shè)計(jì)的。國(guó)內(nèi)很多激光雷達(dá)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品外形和性能都是模仿美國(guó)Velodyne公司產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。然而Velodyne公司早期主營(yíng)音響業(yè)務(wù)，后技術(shù)升級(jí)，才開(kāi)發(fā)了激光雷達(dá)技術(shù)LiDAR并名聲大噪。但是它有些指標(biāo)超出了普通汽車(chē)的要求，帶來(lái)了高成本，而有些必需的指標(biāo)又沒(méi)有達(dá)到。
其實(shí)，我現(xiàn)在課題組正在做的工作之一就是從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)設(shè)計(jì)激光雷達(dá)系統(tǒng)。從2016年開(kāi)始我們正在從事這個(gè)方向的研究，并與最終用戶和一些車(chē)主進(jìn)行了廣泛溝通，了解他們的需求。我們希望推出一款純粹為了自動(dòng)駕駛而優(yōu)化設(shè)計(jì)的激光雷達(dá)。這樣的話能節(jié)省的地方盡量節(jié)省，降低成本，不能節(jié)省的地方，提高指標(biāo)，提升安全性。
激光雷達(dá)技術(shù)推廣到民用階段還需要多久的時(shí)間?
劉博:應(yīng)該用不了太久。根據(jù)“2016中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)”正式公開(kāi)的節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖的規(guī)劃，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的市占率將實(shí)現(xiàn)2020年駕駛輔助與部分自動(dòng)駕駛市占率50%，2025年高度自動(dòng)駕駛市占率15%，2030年完全自動(dòng)駕駛市占率10%。我認(rèn)為，5年內(nèi)市場(chǎng)上會(huì)推出各種各樣針對(duì)自動(dòng)駕駛的激光雷達(dá)產(chǎn)品。
您認(rèn)為激光雷達(dá)的市場(chǎng)前景如何?
劉博:激光雷達(dá)的市場(chǎng)非常大，而且很多同仁都在從事該領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)。其實(shí)激光雷達(dá)最大的市場(chǎng)并不是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，而是用在服務(wù)類(lèi)機(jī)器人的機(jī)器視覺(jué)上。無(wú)人機(jī)、服務(wù)類(lèi)機(jī)器人，還有一些娛樂(lè)項(xiàng)目中進(jìn)行距離傳感捕捉的，這些方面的激光雷達(dá)市場(chǎng)會(huì)更大。目前國(guó)內(nèi)的一些高校、科研院所以及百度、華為等大型IT公司，產(chǎn)學(xué)研企都在研究。
我認(rèn)為最終產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)模式，還是應(yīng)遵循研發(fā)端、用戶端與市場(chǎng)，三方緊密結(jié)合，從最初的設(shè)計(jì)入手，這樣推出的產(chǎn)品才能平衡各方所需，發(fā)揮它的最大價(jià)值。
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