一文看懂四種激光雷達(dá)特點(diǎn)及主要玩家

自激光雷達(dá)誕生以來就一直密切關(guān)注底層設(shè)備的前沿發(fā)展。隨著激光雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，從單點(diǎn)激光雷達(dá)到固態(tài)激光雷達(dá)和FMCW激光雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)了3D視覺識(shí)別，都是技術(shù)解決方案的創(chuàng)新。激光雷達(dá)長期以來一直是消費(fèi)電子、無人駕駛、機(jī)器人、車聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

目前，Lidar通常分為機(jī)械激光雷達(dá)，固態(tài)激光雷達(dá)，半固態(tài)激光雷達(dá)。其中，半固態(tài)雷達(dá)以旋轉(zhuǎn)鏡、旋轉(zhuǎn)鏡、振動(dòng)鏡為三種類型。固態(tài)激光雷達(dá)主要有三個(gè)技術(shù)方向:MEMS、OPA和Flash。

機(jī)械式激光雷達(dá)

機(jī)械式激光雷達(dá)的經(jīng)典結(jié)構(gòu)是電機(jī)帶動(dòng)光機(jī)結(jié)構(gòu)整體旋轉(zhuǎn)。一般在增加系統(tǒng)通道數(shù)、擴(kuò)大測量范圍、提高空間角度分辨率、提高系統(tǒng)集成度和可靠性等方面進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。機(jī)械式激光雷達(dá)具有掃描速度快、視場小、抗干擾能力強(qiáng)、信噪比高等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴、光路調(diào)試組裝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長、行駛環(huán)境下可靠性低。

半固態(tài)式激光雷達(dá)

半固態(tài)式激光雷達(dá)系統(tǒng)可以發(fā)展分為轉(zhuǎn)鏡式、微振鏡式等。其中，轉(zhuǎn)鏡式保持收發(fā)管理模塊不動(dòng)，讓電機(jī)在帶動(dòng)轉(zhuǎn)鏡運(yùn)動(dòng)的過程研究中將光束反射至空間的一定影響范圍，從而能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)掃描探測，其技術(shù)創(chuàng)新能力方面與機(jī)械式激光雷達(dá)具有類似。

微檢流計(jì)主要采用高速振動(dòng)二維檢流計(jì)對(duì)一定范圍的空間進(jìn)行掃描和測量，技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)是研制一種孔徑大、頻率高、可靠性好的檢流計(jì)，以適應(yīng)激光雷達(dá)的需要。微鏡具有振動(dòng)幅度小、頻率高、成本低、技術(shù)成熟等特點(diǎn)，適合大規(guī)模生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用。

純固態(tài)式激光雷達(dá)

一般認(rèn)為，純固態(tài)激光雷達(dá)只有兩種，一種是光學(xué)相控陣OPA，另一種是閃光激光雷達(dá)。光學(xué)相控陣技術(shù)是利用相干原理，通過施加電壓來調(diào)整各相控單元的相位關(guān)系，實(shí)現(xiàn)發(fā)射光束的偏轉(zhuǎn)的一種光學(xué)相控陣技術(shù)。

電子掃描方式主要是通過按照時(shí)間順序依次驅(qū)動(dòng)不同視場的收發(fā)單元來實(shí)現(xiàn)掃描，系統(tǒng)中沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件。其架構(gòu)比閃光固態(tài)激光雷達(dá)更先進(jìn)，后者將所有收發(fā)器單元暴露在一個(gè)整體中。

Flash激光雷達(dá)主要是可以通過一個(gè)短時(shí)間能夠直接發(fā)射出一大片覆蓋探測研究區(qū)域的激光，再以高度靈敏的面陣接收器，來完成對(duì)社會(huì)環(huán)境影響周圍圖像的繪制。

純固態(tài)激光雷達(dá)掃描速度快、精度高、可控性還好被認(rèn)為是未來激光雷達(dá)的發(fā)展趨勢，但是純固態(tài)雷達(dá)的技術(shù)還不完全程度。

FMCW激光雷達(dá)

FMCW激光雷達(dá)發(fā)射調(diào)頻連續(xù)波激光，利用回波信號(hào)和參考光的相干拍頻得到頻差，間接得到目標(biāo)的飛行時(shí)間距離，同時(shí)根據(jù)多普勒效應(yīng)信息直接測量目標(biāo)的速度。該技術(shù)的發(fā)展方向是采用硅基光電技術(shù)對(duì)激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行芯片化。

FMCW激光雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)更高的探測靈敏度和精度，適用于硅光子和相控陣技術(shù)的低成本量產(chǎn)，并能有效防止其他雷達(dá)的干擾。然而，組件的高功耗處理能力是限制該技術(shù)的基本因素。要想得到市場的認(rèn)可，激光器必須在調(diào)頻速度、調(diào)頻范圍、線性度、激光相干性、滿足車輛法規(guī)、能夠低成本量產(chǎn)等多方面取得進(jìn)步。

基于不同激光雷達(dá)的優(yōu)劣勢，國內(nèi)外廠商在技術(shù)發(fā)展方面可以選擇自己不同陣營。

激光雷達(dá)固態(tài)化是未來的研究趨勢，有著小型化、低成本的競爭優(yōu)勢，固態(tài)激光雷達(dá)不需要旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件，所以體積更小，方便管理集成在車身內(nèi)部，并且可以隨著系統(tǒng)的可靠性不斷提升和3D視覺技術(shù)的發(fā)展，成本也會(huì)大幅度降低。

以上是海伯森技術(shù)（深圳）有限公司對(duì)四種激光雷達(dá)特點(diǎn)及主要玩家的見解，希望對(duì)您有所幫助。