激光雷达传感器在无人驾驶中的作用及市场趋势

近段时间以来，国内车企关于无人驾驶汽车的研发和测试捷报频传。先是吉利汽车宣布将在2022年亚运举办期间，在特定区域内使用完全无人驾驶的车辆。随后再有报道称，百度宣称其新一代无人巴士车阿波龙二代将很快推出。而就在不久前，百度与中国一汽共同打造的国内首批量产自动驾驶出租车在湖南长沙展开了上路测试。有消息称，长沙市民有望在年底之前先体验到中国首批自动驾驶出租车。无疑无人驾驶技术是一种解放人类双手和提高生产力效率的科技。

面阵固态激光雷达

面阵固态激光雷达与传统的扫描激光雷达相比，因为其具有数据点采样均匀准确、体积小方便集成、成本低等优点，可将固态激光雷达作为传感模块，这对于未来自动驾驶提供了无限可能。通常，固态激光雷达探测器有Geiger APD，线性模式的APD，波长小于1 000 nm的应用中可以利用可见光摄像头，可以使用硅基传感器，而介于1 000~2 000 nm之间时则需要使用Ge或者InGaAs做探测器，由于硅光电二极管对光谱的响应为400~1 100 nm，其峰值响应为900 nm，同时，近红外波段处于大气窗口。这为研制905 nm近红外激光雷达芯片带来了可能。此次选用的探测器中心工作波长为905 nm，其量子效率为25%，单位像元面积为35 μm×45 μm，感光面阵列为512×256，整个像面尺寸为19.5 mm×11.5 mm。

激光雷达

相比于可见光、红外线等传统被动成像技术，激光雷达技术具有如下显著特点：一方面，它颠覆传统的二维投影成像模式，可采集目标表面深度信息，得到目标相对完整的空间信息，经数据处理重构目标三维表面，获得更能反映目标几何外形的三维图形，同时还能获取目标表面反射特性、运动速度等丰富的特***息，为目标探测、识别、跟踪等数据处理提供充分的信息支持、降低算法难度；另一方面，主动激光技术的应用，使得其具有测量分辨率高，抗干扰能力强、抗隐身能力强、穿透能力强和全天候工作的特点。

作为未来自动驾驶传感器的代表，激光雷达技术主要掌握在 Velodyne、Quanergy、Ibeo 三家国外企业中。美国 Velodyne 成立于 1983 年，其机械式激光雷达起步较早，技术，同时与谷歌、通用汽车、福特、Uber、百度等自动驾驶企业建立了合作关系，占据了车载激光雷达大部分的市场份额。Quanergy 成立于 2012 年，2014年推出其款产品 M8-1，并在奔驰、现代等公司的实验车型上得到应用，M8 之后Quanergy 相继发布的产品都开始走固态路线，采用了 OPA 光学相控阵技术，规模量产后将大幅降低传感器价格。Ibeo 成立于 1998 年，是个拥有车规级激光雷达的企业，其于 2017 年推出了全固态激光雷达 A-Sample 样机。