隨著激光雷達(dá)的逐步“上車”，低成本及小型化已成為行業(yè)發(fā)展的大方向。而在細(xì)分領(lǐng)域，更貼近車載級(jí)應(yīng)用的固態(tài)產(chǎn)品近期也成為行業(yè)競(jìng)逐的熱點(diǎn)，畢竟成本高、貴且需手工調(diào)教的機(jī)械旋轉(zhuǎn)式產(chǎn)品并不適用于當(dāng)前輔助駕駛技術(shù)的研發(fā)及自動(dòng)駕駛車隊(duì)的測(cè)試領(lǐng)域，這也為廣大LiDar廠商相繼開發(fā)固態(tài)車載激光雷達(dá)技術(shù)鋪平了道路。
有業(yè)內(nèi)人士告訴記者：“與傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式掃描不同，固態(tài)激光雷達(dá)不包括機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件（比如滾珠軸承），因此能夠做到更小型且緊湊的設(shè)計(jì)，不僅數(shù)據(jù)采集速度快、分辨率高，而且對(duì)于溫度和振動(dòng)的適應(yīng)性也更強(qiáng)。此外，固態(tài)激光雷達(dá)能夠通過波束控制，使探測(cè)點(diǎn)（點(diǎn)云）可以任意分布，比如在高速公路主要掃描前方遠(yuǎn)處，對(duì)于側(cè)面稀疏掃描也并不完全忽略，在十字路口處則會(huì)加強(qiáng)側(cè)面掃描，而只能勻速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械式激光雷達(dá)是無法執(zhí)行這種精細(xì)操作的。”
具體到技術(shù)層面上，固態(tài)LiDar產(chǎn)品的開發(fā)也擁有很多不同的技術(shù)路線。胡小波表示：“目前，鐳神固態(tài)激光雷達(dá)主要有三種產(chǎn)品：基于MEMS微鏡掃描技術(shù)的LiDar、3DFLASH固態(tài)LiDar以及光學(xué)相控陣LiDar。具體來講，首先第一種產(chǎn)品主要是通過MEMS微鏡來實(shí)現(xiàn)垂直方面的一維掃描，整機(jī)360度水平旋轉(zhuǎn)來完成水平掃描，而其光源是采用光纖激光器，這主要是由于905納米的管子重頻做不高，重頻一高平均功率就會(huì)太大，會(huì)影響激光管的壽命。而光纖激光器就不存在這個(gè)問題，特別是1．5微米的人眼安全的光纖激光器，其重頻可以做的很高，通過MEMS的掃描后，每秒的幀率也能夠做上去，每幀激光的脈沖點(diǎn)數(shù)也可以做上去，同時(shí)距離也能夠測(cè)的很遠(yuǎn)，功率可以做的很大同時(shí)也能保證人眼安全；另外一款就是3D Flash的固態(tài)激光雷達(dá)，我認(rèn)為這是固態(tài)激光雷達(dá)中最好的一個(gè)方案，但目前國(guó)內(nèi)外在這塊的技術(shù)成熟度都不夠，信噪還比較低，而我們目前正與一家全球最好的擁有iTOF感光技術(shù)的芯片廠商合作，掌握了一些傳感器芯片的核心技術(shù)，能夠提升信噪比，預(yù)計(jì)明年三月份第一塊真正的固態(tài)640＊480像素的FLASH芯片就會(huì)出來，做出來之后雷達(dá)的成本會(huì)很低，預(yù)估應(yīng)該在150－200美金之間，大批量產(chǎn)的話不會(huì)超過150美金；最后，針對(duì)相控陣的激光雷達(dá)，我們認(rèn)為這種產(chǎn)品非常適合用于無人駕駛技術(shù)領(lǐng)域，它的雷達(dá)精度可以做到毫米級(jí)，且順應(yīng)了未來激光雷達(dá)固態(tài)化、小型化以及低成本化的趨勢(shì)，但難點(diǎn)在于如何把單位時(shí)間內(nèi)測(cè)量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)提高以及投入成本巨大等問題，不過鐳神目前已取得關(guān)鍵性的技術(shù)突破，同時(shí)結(jié)合高校資源也在加快研發(fā)進(jìn)度。”
Trilumina公司也在持續(xù)發(fā)力當(dāng)下火熱的固態(tài)激光雷達(dá)領(lǐng)域，黃百海告訴記者：“我們的核心技術(shù)在于固態(tài)激光模組產(chǎn)品，比如我們有一款模組大小類似于一個(gè)50美分或1美元的硬幣（7＊7mm），里面包括激光發(fā)射的時(shí)間控制回路等一套完整的東西，在1平方毫米的晶片尺寸上有超過150個(gè)激光單元，且激光是倒封裝上去的，因此所有的連接都在一側(cè)，不需要其他后鏡系統(tǒng)來控制激光束，晶圓表面封裝分為13個(gè)透鏡，晶片可以固定在任何地方，且晶片上數(shù)以百計(jì)的激光發(fā)射單元分別由自己的透鏡來控制。采用這種技術(shù)有很多優(yōu)勢(shì)，首先，由于是直接用封裝技術(shù)將發(fā)光陣列封裝到晶片中，因此不會(huì)存在連接線；其次，有一體化的晶圓大小的微型透鏡刻在晶圓背面，而且成本非常低，可以在一個(gè)7寸的晶圓上做出好幾千個(gè)發(fā)光單元，空間利用率很高；最后，可靠性高，由于沒有移動(dòng)部件，因此中間不需要連接基礎(chǔ)線，所有東西都是固向的。”
基于該技術(shù)，Trilumina公司也正與合作伙伴共同開發(fā)多種不同的車載激光雷達(dá)架構(gòu)，黃百海補(bǔ)充到：“當(dāng)前，我們正在開發(fā)的所有激光雷達(dá)都是固態(tài)的產(chǎn)品，沒有任何的移動(dòng)部件。比如我們目前在做的固態(tài)激光雷達(dá)稱為Flash LiDar，它沒有任何晶圓系統(tǒng)，也沒有光束控制系統(tǒng)以及晶圓導(dǎo)向系統(tǒng)，成本非常低并有很好的兼容性，這種閃光的激光雷達(dá)不需要光束控制，能同時(shí)照亮整個(gè)或部分的視野，并容易和其他技術(shù)共存，且在車上大量裝載我們的激光雷達(dá)系統(tǒng)時(shí)彼此之間也不會(huì)出現(xiàn)什么干擾問題，而且我們的工程設(shè)計(jì)也能夠保證其對(duì)眼睛無害。此外，我們最近為客戶開發(fā)的一套探測(cè)距離200m的車載激光雷達(dá)系統(tǒng)，激光組件就非常小，就只占器械中間的一點(diǎn)，上面嵌入了1500個(gè)激光發(fā)射模組，可以在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)射激光。同時(shí)，我們目前也正在參考設(shè)計(jì)用于全三維的車載激光雷達(dá)系統(tǒng)，低寄生電感使得3納秒的脈寬成為可能，具有高峰值功率、并具備分區(qū)域能力和可擴(kuò)展性能，目前相關(guān)的考核和技術(shù)認(rèn)證也在進(jìn)行當(dāng)中，進(jìn)展還不錯(cuò)，我們希望到2018年能夠拿到美國(guó)的車規(guī)認(rèn)證。”
總之，編者認(rèn)為，隨著多重車載激光雷達(dá)技術(shù)的持續(xù)縱深發(fā)展，未來兼具小型化、低成本化及固態(tài)化的激光雷達(dá)產(chǎn)品必然會(huì)成為整個(gè)市場(chǎng)所熱推主流產(chǎn)品，擔(dān)當(dāng)汽車視覺系統(tǒng)的核心感知部件，而也正式這些技術(shù)的迭代，使得未來激光雷達(dá)的芯片化成為可能。不過，當(dāng)前的整個(gè)市場(chǎng)仍處于起步階段，未來只有更多更具競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)持續(xù)發(fā)力，從根本上去解決激光雷達(dá)的應(yīng)用需求問題，方能真正助力整個(gè)車載激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)持續(xù)騰飛。
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