激光雷達(dá)(LiDAR)是無人駕駛汽車中最強(qiáng)大的傳感器之一。它可以區(qū)分真實(shí)移動(dòng)中的行人和人物海報(bào)、在三維立體的空間中建模、檢測(cè)靜態(tài)物體、精確測(cè)距。

一、激光雷達(dá)的分類

激光雷達(dá)是通過發(fā)射激光束來探測(cè)目標(biāo)位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)，具有測(cè)量精度高、方向性好等優(yōu)點(diǎn)，在軍事領(lǐng)域以及民用的地理測(cè)繪等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。由于激光雷達(dá)可以形成精度高達(dá)厘米級(jí)的3D環(huán)境地圖，因此在ADAS及無人駕駛系統(tǒng)中具有重要作用。

激光雷達(dá)按有無機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件分類，包括機(jī)械激光雷達(dá)和固態(tài)激光雷達(dá)。機(jī)械激光雷達(dá)帶有控制激光發(fā)射角度的旋轉(zhuǎn)部件，而固態(tài)激光雷達(dá)則依靠電子部件來控制激光發(fā)射角度，無需機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件。

機(jī)械激光雷達(dá)由光電二極管、MEMS反射鏡、激光發(fā)射接受裝置等組成，其中機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件是指圖中可360°控制激光發(fā)射角度的MEMS發(fā)射鏡。

固態(tài)激光雷達(dá)與機(jī)械雷達(dá)不同，它通過光學(xué)相控陣列(OpticalPhasedArray)、光子集成電路(PhotonicIC)以及遠(yuǎn)場(chǎng)輻射方向圖(FarFieldRadiationPattern)等電子部件代替機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件實(shí)現(xiàn)發(fā)射激光角度的調(diào)整。

由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)有所差別，兩種激光雷達(dá)的體積大小也不盡相同。機(jī)械激光雷達(dá)體積較大、價(jià)格昂貴、測(cè)量精度相對(duì)較高，一般置于汽車外部。固態(tài)激光雷達(dá)尺寸較小、性價(jià)比較高、測(cè)量精度相對(duì)低一些，但可隱藏于汽車車體內(nèi)，不會(huì)破壞外形美觀。

根據(jù)線束數(shù)量的多少，激光雷達(dá)又可分為單線束激光雷達(dá)與多線束激光雷達(dá)。顧名思義，單線束激光雷達(dá)掃描一次只產(chǎn)生一條掃描線，其所獲得的數(shù)據(jù)為2D數(shù)據(jù)，因此無法區(qū)別有關(guān)目標(biāo)物體的3D信息。不過，由于單線束激光雷達(dá)具有測(cè)量速度快、數(shù)據(jù)處理量少等特點(diǎn)，多被應(yīng)用于安全防護(hù)、地形測(cè)繪等領(lǐng)域。

多線束激光雷達(dá)掃描一次可產(chǎn)生多條掃描線，目前市場(chǎng)上多線束產(chǎn)品包括4線束、8線束、16線束、32線束、64線束等，其細(xì)分可分為2.5D激光雷達(dá)及3D激光雷達(dá)。2.5D激光雷達(dá)與3D激光雷達(dá)最大的區(qū)別在于激光雷達(dá)垂直視野的范圍，前者垂直視野范圍一般不超過10°，而后者可達(dá)到30°甚至40°以上，這也就導(dǎo)致兩者對(duì)于激光雷達(dá)在汽車上的安裝位置要求有所不同。

二、2024年全球LiDAR市場(chǎng)有望突破百億美元

2024年全球LiDAR市場(chǎng)有望突破百億美元，激光雷達(dá)的下游應(yīng)用領(lǐng)域主要包括L4及以上高等級(jí)自動(dòng)駕駛、ADAS系統(tǒng)、智慧城市（車路協(xié)同）、專業(yè)服務(wù)機(jī)器人及測(cè)繪等領(lǐng)域，未來受益于Robotaxi/Robotruck車隊(duì)規(guī)模擴(kuò)張、固態(tài)激光雷達(dá)在ADAS中的廣泛應(yīng)用以及智慧交通建設(shè)等領(lǐng)域需求的推動(dòng)，整體市場(chǎng)預(yù)計(jì)將呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢(shì)。

根據(jù)沙利文預(yù)測(cè)到2025年全球激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到135.4億美元，2020~2025年復(fù)合增速為64.65%。細(xì)分市場(chǎng)方面，在Robotaxi/Robotruck領(lǐng)域，隨著其商業(yè)化的開啟，擁有高精度測(cè)繪能力的激光雷達(dá)有望迎來快速上量期，沙利文預(yù)計(jì)在2025年全球市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到35億美元，2020~2025年復(fù)合增速為80.89%。對(duì)于L4級(jí)別以上的無人駕駛系統(tǒng)，激光雷達(dá)被認(rèn)為是必須的傳感器之一。目前各大自動(dòng)駕駛的企業(yè)都將激光雷達(dá)作為其傳感器解決方案的重點(diǎn)，目前在Robotaxi/Robotruck領(lǐng)域，主要應(yīng)用的是可進(jìn)行360°掃描的解攜時(shí)激光雷達(dá)，其安裝于自動(dòng)駕駛車輛的頂部，技術(shù)壁壘較高。

三、國(guó)外激光雷達(dá)主要廠商及其產(chǎn)品

對(duì)目前的國(guó)外激光雷達(dá)巨頭企業(yè)及其產(chǎn)品做了梳理，包括Velodyne、Quanergy、Innoviz、SICK等主要的市場(chǎng)頭部知名企業(yè)，以下是小編整理的具體內(nèi)容。（相關(guān)內(nèi)容數(shù)據(jù)來自企業(yè)官網(wǎng)等）

Velodyne

1、AlphaPrime

AlphaPrime提供了無與倫比的視場(chǎng)，范圍和圖像清晰度的組合。借助AlphaPrime ，VelodyneLidar可為自主移動(dòng)性提供最佳的遠(yuǎn)程傳感器。AlphaPrime由于圖像清晰度高可以可靠而精確地檢測(cè)道路物體。

擁有最佳水平（360°）和垂直（40°）遠(yuǎn)程傳感器，地平面命中率>90m（典型值），具有全幀速率下的高分辨率（0.2°x0.1°）和點(diǎn)密度，以及業(yè)界領(lǐng)先的專有傳感器到傳感器干擾緩解。

2、UltraPuck

UltraPuck生成的高密度、遠(yuǎn)距離圖像使其成為機(jī)器人、地圖繪制和駕駛員輔助的首選，外形緊湊的UltraPuck能夠應(yīng)用于200m范圍。

UltraPuck具有同類產(chǎn)品中最高的垂直分辨率（0.33°），一流的精度和校準(zhǔn)強(qiáng)度，一流的功率效率和溫度范圍，此外還能觸發(fā)排除和干擾緩解功能，減少誤報(bào)的高級(jí)功能。

3、M1600

VelarrayM1600專為人行道，商業(yè)和工業(yè)環(huán)境中的自主應(yīng)用而設(shè)計(jì)，可提供出色的近場(chǎng)感知能力，可在各種環(huán)境條件下安全導(dǎo)航。

感知數(shù)據(jù)范圍為0.1到30米，寬視角為32度，支持擁擠區(qū)域的平穩(wěn)操作是人行道，商業(yè)和工業(yè)環(huán)境的理想選擇。緊湊、可嵌入的外形，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部/外部無縫集成， 采用Velodyne突破性的微激光陣列（MLA）架構(gòu)構(gòu)建而成，可進(jìn)行可靠，可靠的批量生產(chǎn)設(shè)計(jì)。

4、Velabit

Velodyne最小的傳感器Velabit為3D激光雷達(dá)感知帶來了新水平的多功能性和可負(fù)擔(dān)性。這款緊湊型中距離激光雷達(dá)傳感器可針對(duì)特殊使用情況進(jìn)行高度配置，并且可以嵌入車輛，機(jī)器人，無人機(jī)和基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)的任何位置。

尺寸為2.4英寸x2.4英寸x1.38英寸的集成處理功能，可輕松嵌入各種解決方案中，射程可達(dá)100米，同時(shí)具有出色的視野（FoV），達(dá)到60度水平FoVx10度垂直FoV。

5、VelaDome

VelaDome專為高分辨率近距離感測(cè)而設(shè)計(jì)，其小巧的外形非常適合各種安裝和樣式選擇。VelaDome具有業(yè)界領(lǐng)先的180°x180°FoV，能夠檢測(cè)到近于0.1m的物體，是具有近場(chǎng)檢測(cè)和高密度圖像的革命性傳感器，可滿足包括盲點(diǎn)在內(nèi)的各種汽車應(yīng)用監(jiān)控。

Quanergy

1、M8

M8LiDAR傳感器系列具有寬視野，長(zhǎng)測(cè)量范圍，高精度和高分辨率，可可靠地解決最具挑戰(zhàn)性的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。此外，M8 LiDAR傳感器基于由智能感知軟件QORTEX支持的實(shí)時(shí)場(chǎng)景分析觸發(fā)動(dòng)作。

點(diǎn)密度為3D點(diǎn)云，每秒高達(dá)130萬個(gè)點(diǎn)，返回3次。最大射程范圍達(dá)200m，視場(chǎng)（FOV）水平：360o，垂直：20o（+3o/-17o），角分辨率為0.03-0.13o（取決于幀頻）。

2、M12

M12 DLiDAR傳感器經(jīng)過專門設(shè)計(jì)，提供對(duì)貨物集裝箱裝載區(qū)域的更精確檢測(cè)來提高準(zhǔn)確性，效率和生產(chǎn)率。

M1具有業(yè)界領(lǐng)先的0.033°角分辨率和360度覆蓋范圍，與現(xiàn)有的工業(yè)傳感器相比，其分辨率高達(dá)7.5倍，可實(shí)現(xiàn)同類最佳的測(cè)量。以80％的反射率檢測(cè)高達(dá)200m的物體，非常適合復(fù)雜的戶外應(yīng)用，例如在船上和船上裝卸集裝箱。點(diǎn)云每秒最多可增加75％的數(shù)據(jù)，提供更密集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)集，可提供更高分辨率的圖像或?qū)ο蟆?/p>

2、S3-2

Quanergy的S系列是業(yè)界唯一的100％CMOS固態(tài)LiDAR產(chǎn)品組合。通過利用行業(yè)首創(chuàng)的光相控陣（OPA）技術(shù)和價(jià)格合理且可擴(kuò)展的CMOS硅工藝，S3提供了獨(dú)特的電子束轉(zhuǎn)向，而無需任何移動(dòng)部件，從而提供了抗振動(dòng)性，超過100,000小時(shí)的MTBF和所需的低成本適用于安全，工業(yè)自動(dòng)化和運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。

Ibeo

1、ibeoNEXT

Ibeo開發(fā)了一個(gè)全新的，全行業(yè)的4D傳感器系統(tǒng)。特別是，ibeoNEXT的模塊化設(shè)計(jì)在激光雷達(dá)市場(chǎng)上是獨(dú)一無二的。根據(jù)應(yīng)用，可以選擇11.2度或60度光學(xué)元件。通過使用多個(gè)傳感器并將數(shù)據(jù)融合在ECU上運(yùn)行的軟件包中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛周圍環(huán)境的360度檢測(cè)。ibeoNEXT通用固態(tài)LiDAR可用于從交通擁堵助手到自動(dòng)駕駛的汽車應(yīng)用。

ibeoNEXT是固態(tài)LiDAR傳感器，它根本沒有移動(dòng)部件，而是使用純半導(dǎo)體解決方案。缺少機(jī)械部件使固態(tài)傳感器更堅(jiān)固，因此在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)可靠。由于其緊湊的設(shè)計(jì)和較輕的重量，它還可以輕松集成到多種車輛平臺(tái)和任何設(shè)計(jì)中。傳感器生成一個(gè)3D點(diǎn)云和一個(gè)強(qiáng)度圖像，該強(qiáng)度圖像類似于黑白相機(jī)拍攝的照片–這是第四維。ibeoNEXT固態(tài)LiDAR的固態(tài)技術(shù)也以其260米的寬范圍和0.05度的高空間分辨率而給人留下深刻的印象。

2、ibeoLUX

LiDARibeoLUX檢測(cè)周圍的區(qū)域以及其視場(chǎng)中存在的任何物體。通過傳感器內(nèi)部反射鏡的連續(xù)旋轉(zhuǎn)以及激光束的結(jié)合，可以生成傳感器范圍內(nèi)環(huán)境的完整圖像。ibeoLUX的掃描數(shù)據(jù)包括距離，角度和回波脈沖寬度。傳感器的另一個(gè)特點(diǎn)是時(shí)間和移動(dòng)鏡的同步，傳感器的時(shí)間與外部參考時(shí)間同步，而反射鏡的旋轉(zhuǎn)頻率通過周期性的外部信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。

該傳感器在汽車領(lǐng)域具有許多潛在的應(yīng)用領(lǐng)域，該傳感器同樣適合用作自適應(yīng)巡航控制的助手和行人保護(hù)裝置。無論速度，天氣條件和交通強(qiáng)度如何，其精確的測(cè)量結(jié)果都可以實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。

Innoviz

1、InnovizOne

InnovizOne能夠抵抗日光和天氣條件，并能夠在250米的距離內(nèi)提供豐富的3D點(diǎn)云。結(jié)合Innoviz的感知軟件，該傳感器可實(shí)現(xiàn)無與倫比的角分辨率，從而實(shí)現(xiàn)出色的物體檢測(cè)，分類和跟蹤。

InnovizOne和感知軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)均符合汽車行業(yè)的最高標(biāo)準(zhǔn)，Innoviz已獲得必要的認(rèn)證。Innoviz已通過ISO9001：2015認(rèn)證，并從早期開始就在其組件（ASIC，檢測(cè)器和MEMS）以及LiDAR硬件和軟件系統(tǒng)中實(shí)施ISO26262（功能安全性）。該公司還選擇了整個(gè)供應(yīng)鏈中的制造商來滿足IATF16949，并遵循ASPICE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行軟件開發(fā)。

2、InnovizTwo

Innoviz宣布了新一代的LiDAR傳感器InnovizTwo，它解決了該行業(yè)的重大瓶頸。為了更安全，更平穩(wěn)地采用自動(dòng)化技術(shù)，行業(yè)需要在發(fā)布時(shí)引入L2+功能以及支持L3和L4的硬件。由于其降低的成本和增強(qiáng)的性能，InnovizTwo將允許更多的汽車制造商提供安全的L2+，同時(shí)以最有效，最安全的方式為全面的L3自動(dòng)化鋪平道路。

借助InnovizTwo，汽車制造商Tier-1s和Innoviz將能夠通過其客戶群收集數(shù)據(jù)。隨著新功能的繼續(xù)驗(yàn)證，隨后將進(jìn)行統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證。這種動(dòng)態(tài)最終將導(dǎo)致汽車的軟件無需任何硬件更改即可升級(jí)到完整的L3。

Sick

1、UC30-21416A

UC30-21416A具有可調(diào)操作模式，切換點(diǎn)（DtO）/切換窗口/背景（ObSB），數(shù)字量輸出的示教，數(shù)字量輸出的設(shè)置水平，可逆數(shù)字量輸出，延遲數(shù)字量輸出上的設(shè)置，多達(dá)50個(gè)傳感器的同步。

UC30的電源電壓范圍為9V至30V，能耗僅為1.2瓦，重量為180g，尺寸為62.2*62.2*32.7mm。其解析度不小于0.18mm，具有溫度補(bǔ)償功能，開關(guān)頻率為4Hz，響應(yīng)時(shí)間為180ms。

2、Dx35/DT35

Dx35支持模擬量輸出和可逆模擬量輸出的自學(xué)習(xí)，其重量為65g，尺寸為32*58.67*42.7mm，防護(hù)等級(jí)為3級(jí)。此激光傳感器的解析度達(dá)0.1mm，測(cè)量準(zhǔn)確度的典型值為±10mm。

Hukoyu

1、PGL-050W3

PGL-050W3正反射50m，有兩種操作模式，距離數(shù)據(jù)輸出和距離設(shè)置輸出。精度±3mm，重復(fù)精度±0.7mm。它具有移動(dòng)平均濾波器，尖峰抑制濾波器和誤差抑制濾波器。

PGL-050W3提供各種接口，例如RS232C，RS422，RS485和SSI。主要應(yīng)用于煉鐵、高架起重機(jī)的關(guān)閉警告、定位鐵路車輛的位置與控制

橋梁和基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)變監(jiān)控。

2、UGM-50LAP

最高檢測(cè)距離為120米，金屬外殼可保護(hù)內(nèi)部系統(tǒng)。防護(hù)結(jié)構(gòu)為IP67，耐沖擊性50G（單），耐振動(dòng)性5G。20msec（普通模式3000rpm）/約0.32°（360°/1125），40msec（低速模式1500rpm）/約0.16°（360°/2250），80msec（高分辨率模式750rpm）/約0.08°（360°/4500），主要應(yīng)用于汽車障礙物檢測(cè)、金屬探測(cè)。