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关乎无人车量产的秘密武器 快被这家中国公司造出来了

2018-02-13 08:08 来源: 盖世汽车

关乎无人车量产的秘密武器 快被这家中国公司造出来了

在年初的美国 CES 上,我们几乎把所有参展的激光雷达公司看了个遍。在《固态激光雷达成为 CES「主流」,但还未出现真正的巨头》这篇文章中,我们谈了谈对今年激光雷达发展的看法,其中重要主题就是:固态激光雷达。

毫无疑问,固态激光雷达是未来无人车必备的「秘密武器」。目前,世界上还没有哪家公司的固态激光雷达产品「上车」量产。车企、供应商和自动驾驶公司,都在密切留意固态激光雷达的最新发展。

哪家激光雷达公司在未来 3-5 年内掌握了无人驾驶「量产」的核心技术,哪家公司就赢得了未来。

虽然都在做「固态激光雷达」,但大家的技术路线却不尽相同,不过最终大家的目标很一致:做出满足车规级、低成本、易量产的固态激光雷达,同时还要保证研发进度不能落后于竞争对手。

“「固态」的三种姿势”

先来回顾固态激光雷达的几种技术路线,我们会逐一分析其优劣势:

MEMS:微机电系统,将传统机械式激光雷达中的旋转装置「电子化」,通过在硅基芯片上集成的微振镜来代替传统的机械式旋转装置,由微振镜反射激光的光线,批量生产可在一定程度上降低生产成本。

MEMS 的核心零件是「微振镜」,它在工作时会高频振动,对于实现车规级来说,这是天然的劣势。同时,这块微振镜的镜面尺寸依然不够大,并且还没有能够满足车规级温度要求的产品出现。

目前,采用 MEMS 技术路线的激光雷达公司不少,但这块「微振镜」却仍旧需要依靠外部采购,供应商包括荷兰 Innoluce、日本滨松等公司。(注:Innoluce 公司在 2016 年已经被英飞凌收购,可见微振镜对于 MEMS 激光雷达的重要性)

关乎无人车量产的秘密武器 快被这家中国公司造出来了

总之,微振镜将会成为选择 MEMS 路线的激光雷达公司必须面临的难关。解决不了微振镜问题,谈不上是一个拥有核心技术的激光雷达公司。

OPA:光学相控阵技术,这原本是用于军事雷达的一项技术。相控阵发射器由若干发射接收单元组成一个矩形阵列,通过改变阵列中不同单元发射光线的相位差,可以达到调节射出波角度和方向的目的。

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固态激光雷达概念是 Quanergy 在 2016 年 CES 炒火的,而火的核心就 是 OPA 光学相控阵技术。

不过问题在于,OPA 技术从原理上就存在「旁瓣效应」,即激光在最大功率方向以外会形成「旁瓣」,导致激光能量被分散。其次,OPA 激光雷达的接收面大、信噪比也比较差。

从融资进程等因素来看,Quanergy 可能是最有实力解决这个问题的公司。不过在今年的 CES 上,Quanergy 并未展出实时扫描效果,而是用简易的动画来展示识别到的人,有点令人意外。

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从技术原理来看,MEMS 和 OPA 各有千秋,但还是有共通点的,比如都使用了 ToF 时间飞行原理,都属于「扫描式」激光雷达。

除了 MEMS 和 OPA 路线之外,还有第三种:3D Flash,属于「非扫描式」激光雷达。

3D Flash:Flash 顾名思义,就是「闪光」,这种固态激光雷达像一个手电筒一样,发射一个面阵光,再通过高灵敏度的传感器绘制环境图像。

从原理上来说,这三种固态激光雷达的相同点在于都运用了「ToF 飞行时间」基本原理,不过 MEMS 和 OPA 依然属于「扫描式」,而 3D Flash 则属于「非扫描式」。

3D Flash 技术的天然优势在于: 首先是全固态,没有任何移动部件,更像是一个半导体产品。如此一来,在大批量生产从而降低成本、通过车规级方面,3D Flash 技术有天然的优势。

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任何事物都有「两面性」,3D Flash 也有困惑众人的技术难题。

传统 3D Flash 激光雷达采用的是单脉冲测量,一个单脉冲如果要把整个视野照亮,需 要非常高的能量。因此,单脉冲的峰值功率能达到上百千瓦,甚至兆瓦级别。而兆瓦级别的功率,无法使用普通的半导体激光器,需要搭载固体激光器才行。但固体激光器成本极高,且极高的单次峰值也无法保证人眼安全。

目前,许多方案解决商会采用 1500nm 到 1800nm 的人眼安全激光波段。虽能大幅度提高人眼安全容限,但使用这样的长波段,普通的硅基传感器无法感光,因而不得不使用例如铟镓砷这样的传感器芯片。这种芯片极为特殊,且成本非常高昂。

“中国公司掌握「核心科技」?”

在年初逛 CES 的时候,我们遇到了一家叫做「光珀智能」的中国公司,是为数不多的选择 3D Flash 路线的公司,之前很少见诸于媒体。我们也在光珀团队回国后的第一时间对其进行了专访。

了解这家公司,先从产品说起。

光珀已经推出了第一代 ToF 传感器芯片,基于这一代芯片推出三个技术平台:GP001A、GP002A 和 GP003,分别满足不同距离下(近、中、远),强阳光下(100Klux),大场景(70⁰),高精度(

关乎无人车量产的秘密武器 快被这家中国公司造出来了

光珀 GP001 平台

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