激光雷达是实现更高级别自动驾驶(L3级别以上),以及更高安全性的良好途径,相比于毫米波雷达,激光雷达的分辨率更高、稳定性更好、三维数据也更可靠。什么是激光雷达?激光雷达(LiDAR)是光探测与测距(Light Detection and Ranging)技术的缩写。在工作过程中,激光束从光源发射并被场景中的物体反射回探测器,通过测量光束飞行时间(Time of Flight,简称ToF),可以推算出场景内物体的距离,并生成距离地图。所谓雷达,就是用电磁波探测目标的电子设备。激光雷达(LightDetectionAndRanging,简称"LiDAR"),顾名思义就是以激光来探测目标的雷达。我们知道波长与频率成反比,波长越长,衍射能力越强,传播的距离也就越长。激光雷达以其高分辨率成像能力,在无人机地形测绘中发挥着重要作用。自动驾驶激光雷达供应商

参数指标:(一)视场角,视场角决定了激光雷达能够看到的视野范围,分为水平视场角和垂直视场角,视场角越大,表示视野范围越大,反之则表示视野范围越小。以图3中的激光雷达为例,旋转式激光雷达的水平视场角为360°,垂直视场角为26.9°,固态激光雷达的水平视场角为60°,垂直视场角为20°。(二)线数,线数越高,表示单位时间内采样的点就越多,分辨率也就越高,目前无人驾驶车一般采用32线或64线的激光雷达。(三)分辨率,分辨率和激光光束之间的夹角有关,夹角越小,分辨率越高。固态激光雷达的垂直分辨率和水平分辨率大概相当,约为0.1°,旋转式激光雷达的水平角分辨率为0.08°,垂直角分辨率约为0.4°。江苏单线激光雷达厂商在某些领域,激光雷达被用于侦察和目标识别。

优劣势分析,优势:MEMS激光雷达因为摆脱了笨重的「旋转电机」和「扫描镜」等机械运动装置,去除了金属机械结构部件,同时配备的是毫米级的微振镜,这较大程度上减少了MEMS激光雷达的尺寸,与传统的光学扫描镜相比,在光学、机械性能和功耗方面表现更为突出。其次,得益于激光收发单元的数量的减少,同时MEMS振镜整体结构所使用的硅基材料还有降价空间,因此MEMS激光雷达的整体成本有望进一步降低。劣势:MEMS激光雷达的「微振镜」属于振动敏感性器件,同时硅基MEMS的悬臂梁结构非常脆弱,外界的振动或冲击极易直接致其断裂,车载环境很容易对其使用寿命和工作稳定性产生影响。
为了克服探测距离的限制,FLASH激光雷达的表示厂商Ibeo、LedderTech开始在激光收发模块进行创新。车规级激光雷达鼻祖Ibeo,则一步到位推出了单光子激光雷达,Ibeo称其为Focal Plane Array焦平面,实际也可归为FlASH激光雷达。2019年8月27日,长城汽车与德国激光雷达厂商Ibeo正式签署了激光雷达技术战略合作协议,三方合作的产品基础就是ibeonEXT Generic 4D Solid State LiDAR。从长远来看,FLASH激光雷达芯片化程度高,规模化量产后大概率能拉低成本,随着技术的发展,FLASH激光雷达有望成为主流的技术方案。激光雷达的智能化校准功能减少了人工干预的需要。

视场角与分辨率,激光雷达视场角分为水平视场角和垂直视场角,水平视场角即为在水平方向上可以观测的角度范围,旋转式激光雷达旋转一周为 360°,所以水平视场角为 360°。垂直视场角为在垂直方向上可以观测的角度,一般为 40°。而它并不是对称均匀分布的,因为我们主要是需要扫描路面上的障碍物,而不是把激光打向天空,为了良好的利用激光,因此激光光束会尽量向下偏置一定的角度。并且为了达到既检测到障碍物,同时把激光束集中到中间感兴趣的部分,来更好的检测车辆,激光雷达的光束不是垂直均匀分布的,而是中间密,两边疏。 可以看到激光雷达的有一定的偏置,向上的角度为 15°,向下的为 25°,并且激光光束中间密集,两边稀疏。矿山开采中激光雷达监测地形变化,预防潜在地质灾害。甘肃觅道Mid-360激光雷达
激光雷达的功耗低,延长了设备的使用寿命。自动驾驶激光雷达供应商
优劣势分析,优势:OPA激光雷达发射机采用纯固态器件,没有任何需要活动的机械结构,因此在耐久度上表现更出众;虽然省去机械扫描结构,但却能做到类似机械式的全景扫描,同时在体积上可以做得更小,量产后的成本有望较大程度上降低。劣势:OPA激光雷达对激光调试、信号处理的运算力要求很大,同时,它还要求阵列单元尺寸必须不大于半个波长,因此每个器件尺寸只500nm左右,对材料和工艺的要求都极为苛刻,由于技术难度高,上游产业链不成熟,导致 OPA 方案短期内难以车规级量产,目前也很少有专注开发OPA激光雷达的Tier1供应商。自动驾驶激光雷达供应商