「芯視野」汽車前裝放量在即 混合固態鐳射雷達將成功"上位"

集微網報道(文/清泉) 隨著汽車智慧化與自動駕駛功能的逐步落地,搭載鐳射雷達作為核心感測器已成為汽車界共識。預計到2025年,L2級別汽車將達到1200萬輛,L3級汽車將達到300萬輛。以一輛車上裝載一臺到數臺鐳射雷達來算,這個數量將非常可觀,汽車前裝市場放量在即,其中,混合固態鐳射雷達開始受到整車廠商與系統整合商的青睞,迎來上車爆發期。

「芯視野」汽車前裝放量在即 混合固態鐳射雷達將成功"上位"

混合固態鐳射雷達迎來爆發期

據 Frost&Sullivan 預測,2025 年全球鐳射雷達市場規模將達 135。4 億美元,其中高階輔助駕駛、無人駕駛、車聯網和服務機器人領域分別佔鐳射雷達市場總規模的 34。64%、26。30%、33。81%和 5。26%,而中國鐳射雷達市場規模將達到 43。1 億美元。顯然,汽車是這一市場的主要驅動力。

從最近整車廠商與Tier 1廠商的舉措可見一斑。前不久,理想汽車與禾賽科技達成基於其車規級混合固態鐳射雷達的合作,此次合作基於禾賽最新一代高度晶片化的車規級混合固態鐳射雷達方案;鐳神智慧與東風悅享簽署戰略合作協議,其獲車規認證的鐳射雷達——CH32混合固態鐳射雷達目前已經規模化交付東風悅享量產前裝車型生產;大陸集團宣佈其自動駕駛方案整合AEye遠端鐳射雷達,適用於L2+至L4級,計劃於2024年量產。還有即將實現量產的搭載Innovusion鐳射雷達的蔚來ET7、搭載華為鐳射雷達的極狐HBT、已量產的搭載法雷奧鐳射雷達的奧迪A8等。

從這些整車廠和系統整合商的選擇來看,他們不

約而同都選擇了混合固態鐳射雷達。

機械式鐳射雷達的典型特徵是具有機械旋轉系統,在汽車行駛過程中,它會一直處於360度旋轉狀態中;混合固態鐳射雷達工作時,從外觀上是看不到旋轉的,但它將機械旋轉部件做得更小巧並深藏在外殼之中,例如轉鏡式混合固態鐳射雷達,MEMS鐳射雷達目前也被業內普遍認為是混合固態式;全固態鐳射雷達則免除了機械部件,體積較小,目前主要有相控陣OPA與Flash鐳射雷達兩種型別。

早期安裝鐳射雷達的汽車大都使用的是機械式產品,價格高昂,體積較大,很難透過車規認證,不適於量產;而全固態鐳射雷達目前普遍處於研發推進階段,還沒有量產供貨;混合固態鐳射雷達就成了時下車企的主流選擇,

混合固態鐳射雷達因為主要部件採用晶片形式,提高了整合度,減小了外型尺寸,一方面降低系統在行車過程出問題的機率,提高可靠性,易透過車規認證,另一方面也大大降低了成本,其售價從機械式的上萬美元降到了1000美元以內。

鐳射雷達供應商北醒(北京)光子科技有限公司CEO李遠在接受集微網採訪時指出,“混合固態鐳射雷達已是影響自動駕駛的變革力量,目前基本所有車型都放棄了傳統的機械同軸旋轉鐳射雷達,而使用混合固態鐳射雷達作為2023-2025年的選型,

未來5年,混合固態鐳射雷達迎來上車爆發期。

1550nm鐳射雷達或成前向主雷達首選

在鐳射雷達的硬體構成中,鐳射發射器是一個主要部件,目前市面上大部分鐳射雷達都選用經濟實惠的905nm鐳射器,但905nm太接近人類能看到的可見光波長,所以在使用的功率級別存在人眼損傷的風險;另一方面,在符合人眼安全等級的功率下,905nm鐳射雷達的探測距離有限,很難超越200m。

隨著鐳射雷達技術和行業需求的發展,

1550nm鐳射雷達越來越受到業界關注。1550nm鐳射遠離人眼吸收的可見光波長,相比905nm鐳射,同等功率的1550nm鐳射人眼安全性可提高10萬倍,可將探測距離提高到 300米以上,在雨霧天氣中探測也更具穿透性,更符合自動駕駛在高速場景下的環境感知需求。

根據汽車智慧化與自動駕駛級別的不同,一般需要搭載一臺到數臺鐳射雷達,實現最基本的單臺補盲、前向多臺補盲到前向主雷達+四周感知補盲。這其中,

1550nm鐳射雷達被認為是理想的前向主雷達產品選項。

李遠分析指出,“1550nm可以達到至少300m以上的探測效能和更高解析度效能。在同樣的光斑大小和脈寬條件下,1550nm鐳射的最大允許曝光量和最大允許峰值光功率值均比905nm鐳射高出幾個數量級,不會超過人眼安全的閾值。在測距方面北醒Horn系列鐳射雷達採用1550nm光源,在測角方面,採用稜鏡+旋鏡的組合可以將最大解析度達到0。05°。

這意味著憑藉鐳射雷達汽車可以在300米外‘看’到一隻兔子。

「芯視野」汽車前裝放量在即 混合固態鐳射雷達將成功"上位"

在這方面,國內某些廠商正全力推進量產。除了北醒,鐳神智慧憑藉1550nm光纖鐳射器及其核心高功率元器件自研自產的能力,已針對汽車前裝市場開發了LS21G混合固態鐳射雷達,採用1550nm光源,250m處可探測到5%反射率的目標,樣機將於今年下半年正式上市。

鐳射雷達上車不能“一蹴而就”

「芯視野」汽車前裝放量在即 混合固態鐳射雷達將成功"上位"

鐳射雷達上車是一個系統工程,雖然現在主機廠、Tier 1以及超百家的鐳射雷達廠商都在這個領域努力,但要讓鐳射雷達“上車”,並真正發揮自己的功能助力實現更安全的自動駕駛,這有很長的路要走。

談及目前的挑戰,李遠認為,

“鐳射雷達是個光機電覆雜的系統,屬於可以比肩光刻機的時代產品,所以需要在技術和工藝方面有深厚的積累。作為產品供應商,要在可靠性(主要是壽命)、效能、成本方面進行提升,另外,鐳射雷達是安全裝置,該過的測試一定要認真透過。”

“沒有智慧化的測試驗證,就不可能有自動駕駛的落地。” 在近日舉辦的“2021無人駕駛發展大會”上,鐳射雷達自動駕駛量產解決方案提供商亮道智慧CEO劇學銘提出了同樣的看法。

劇學銘分析說,

“首先,鐳射雷達在硬體上目前有多種技術路線,還沒有一個統一的產品形態,可靠性、成本控制都有待提高;此外,僅僅有硬體還遠遠不夠,如何基於硬體開發出使用者滿意的功能,這涉及到基於硬體的感知功能軟體開發。最後,其最終的功能推廣應用到市場上都要經歷非常多的測試驗證工作,而國內在這一領域的資源仍十分稀缺。”

作為一個新興應用,鐳射雷達在汽車上實現量產尚屈指可數,這需要鐳射雷達企業、系統整合商與車企共同協作推進,很多細節工作同樣不容忽視。

“它整合在什麼樣的計算單元上、上車後要不要清洗、智慧資訊系統如何配套等,相應的開發工作非常大,就連最基礎的把鐳射雷達裝到車上的造型設計都要花費很大的功夫,”劇學銘指出,

“上車後鐳射雷達資料的收集及訓練,也是未來自動駕駛廠商比拼的一個關鍵。”

(校對/無劍芯)

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