擦亮自動駕駛的“眼睛”
中國企業有望在全固態激光雷達領域實現突破
有人將2018年稱為自動駕駛商業化元年，我國在此領域的進展更是令人關注。4月12日，工信部、公安部、交通運輸部三部委印發《智能網聯汽車道路測試管理規范（試行）》。就在這項路測規范發布一個月前，上海發布《上海市智能網聯汽車道路測試管理辦法（試行）》，并向兩家企業發放了路測號牌。這是中國第一批智能網聯汽車開放道路測試號牌。截至目前，國內已有5個城市公布了自動駕駛道路測試的相關政策。路測政策上的“破冰”必將大大激發行業信心，加快商業化步伐。
要想自動駕駛車輛實現理想中的自動、安全駕駛，擁有一套靈敏、精確的感知系統是前提。記者采訪了解到，作為自動駕駛必不可少的感知系統，激光雷達的研發、測試正在成為熱點，而代表激光雷達未來發展方向的全固態激光雷達則有望助力中國企業在此領域實現突破。
未來的發展方向
按照自動駕駛L1—L5的等級劃分，L3及以下屬輔助駕駛或低級別自動駕駛，L4、L5才算得上高級別自動駕駛。目前的自動駕駛都處于L3以下階段，而可以運用在自動駕駛的感知系統共有3種：微波雷達、視頻感知和激光雷達。
中國科學院光電技術研究所研究員劉博主要從事激光雷達遙感探測方向的研究，他認為以上3種感知系統對自動駕駛來說各有優劣。微波雷達又稱毫米波雷達，其優勢是探測不受天氣影響，成本較低。不足是分辨率不高，不能分辨事物的細節，對非導體障礙物的響應弱；視頻感知就是攝像頭，分辨率比較高，細節信息豐富，但其成像是平面的二維圖像，即使采用雙目視覺，在較遠處距離誤差也比較大；激光雷達被業內廣泛看好，是實現高級別自動駕駛的主要感知系統。其優勢是距離分辨率高、準確度高，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傳回給決策系統的數據就越多。在車輛高速行駛過程中，激光雷達掃描獲得的數據量非常大，這也對自動駕駛決策系統的處理能力提出了不小的挑戰。”因此，劉博認為，未來能夠實現量產的自動駕駛車輛，不會是只采用某種單一技術，而應該是發揮幾種技術各自優勢后的多傳感器融合運用。
劉博介紹，從技術原理看，用于自動駕駛的激光雷達主要有兩種類型：第一種是機械掃面雷達，多束激光并排繞軸旋轉360o，每束激光掃描一個平面；第二種是全固態激光雷達，這種技術并不是常用的機械掃描方式，不像第一種技術會產生機械運動，被認為是激光雷達未來的發展方向。
國內研發蓬勃興起
“激光雷達最早起源于國外，有的國外企業研發歷史已有幾十年。雖然激光雷達用于自動駕駛是近幾年的事情，但國外歷史悠久的企業已經搶占先機，現在很多車企也使用了國外企業的產品。但隨著中國這幾年對新能源汽車、智能制造的重視，國內也有很多企業開始聚焦激光雷達，目前較為成熟的是機械掃描雷達，但全固態激光雷達的研發也蓬勃興起。”劉博介紹。
北科天繪是一家位于北京海淀區的高新技術企業，擁有18年的激光雷達技術積累。2015年，北科天繪啟動智能車和智能機器人導航激光雷達的研制工作，正式進軍汽車產業。總經理助理張寒青介紹，北科天繪采用完全自主研發的芯片和半導體工藝，比傳統裝配工藝更簡潔高效，所以也是我國唯一實現高端激光雷達裝備自主研發和量產的高新技術企業。據介紹，今年3月，北科天繪兩款產品獲得美國FDA頒發的雷達輻射安全證書，獲準進入美國市場銷售。
雖然已經在機械掃描雷達領域取得了很好成績，但張寒青認為北科天繪未來發展的戰略重點是全固態激光雷達。“我們的全固態激光雷達的研制采用3D-Flash技術路徑，今年會發布自己的全固態激光雷達產品。”
北京飲冰科技有限公司是一家初創企業，主要致力于激光傳感器在自動駕駛及智能交通領域的相關應用。總經理姜波介紹，目前在世界上，激光雷達用于自動駕駛還處于研發、測試階段，離用于量產車輛還有差距。“除了對雷達產品超高的質量可靠性要求帶來的技術難度以外，價格是很難逾越的‘攔路虎’。國外64線激光雷達的售價高達7萬美元，比一輛車的售價還貴。”姜波分析，激光雷達對整個產業鏈的生產要求很高，繁瑣復雜的工藝使其成本很難降下來。“飲冰科技主要研發的是全固態激光雷達，我們相信，這會是中國企業的一個機會，希望能在這個點上實現彎道超車。”
為了避免自動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開始，選擇的上游產品也都是中國企業。“中國缺芯之痛不能在自動駕駛行業重演，我們要把核心技術真正牢牢掌握在自己手里。”
整個產業鏈的發展還有差距
劉博介紹，激光雷達主要由激光光源、探測器和信息處理器三部分構成。光源部分的核心部件是主要是激光二極管，據他所知，國內企業采用的激光二極管大都來自國外的企業。“國內目前還沒有企業能做出達到激光雷達使用要求的激光二極管。”探測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。雖然國外產品在性能上更勝一籌，但國內也有一些企業在奮起直追，取得了很大進展。
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