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

一、激光雷達的分類

激光雷達是通過發(fā)射激光束來探測目標位置、速度等特征量的雷達系統(tǒng)，具有測量精度高、方向性好等優(yōu)點，在軍事領(lǐng)域以及民用的地理測繪等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。由于激光雷達可以形成精度高達厘米級的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。

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

機械激光雷達由光電二極管、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)激光雷達與機械雷達不同，它通過光學(xué)相控陣列(OpticalPhasedArray)、光子集成電路(PhotonicIC)以及遠場輻射方向圖(FarFieldRadiationPattern)等電子部件代替機械旋轉(zhuǎn)部件實現(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，兩種激光雷達的體積大小也不盡相同。機械激光雷達體積較大、價格昂貴、測量精度相對較高，一般置于汽車外部。固態(tài)激光雷達尺寸較小、性價比較高、測量精度相對低一些，但可隱藏于汽車車體內(nèi)，不會破壞外形美觀。

根據(jù)線束數(shù)量的多少，激光雷達又可分為單線束激光雷達與多線束激光雷達。顧名思義，單線束激光雷達掃描一次只產(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)目標物體的3D信息。不過，由于單線束激光雷達具有測量速度快、數(shù)據(jù)處理量少等特點，多被應(yīng)用于安全防護、地形測繪等領(lǐng)域。

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

二、2024年全球LiDAR市場有望突破百億美元

2024年全球LiDAR市場有望突破百億美元，激光雷達的下游應(yīng)用領(lǐng)域主要包括L4及以上高等級自動駕駛、ADAS系統(tǒng)、智慧城市（車路協(xié)同）、專業(yè)服務(wù)機器人及測繪等領(lǐng)域，未來受益于Robotaxi/Robotruck車隊規(guī)模擴張、固態(tài)激光雷達在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，整體市場預(yù)計將呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢。

根據(jù)沙利文預(yù)測到2025年全球激光雷達市場規(guī)模將達到135.4億美元，2020~2025年復(fù)合增速為64.65%。細分市場方面，在Robotaxi/Robotruck領(lǐng)域，隨著其商業(yè)化的開啟，擁有高精度測繪能力的激光雷達有望迎來快速上量期，沙利文預(yù)計在2025年全球市場規(guī)模有望達到35億美元，2020~2025年復(fù)合增速為80.89%。對于L4級別以上的無人駕駛系統(tǒng)，激光雷達被認為是必須的傳感器之一。目前各大自動駕駛的企業(yè)都將激光雷達作為其傳感器解決方案的重點，目前在Robotaxi/Robotruck領(lǐng)域，主要應(yīng)用的是可進行360°掃描的解攜時激光雷達，其安裝于自動駕駛車輛的頂部，技術(shù)壁壘較高。

三、國外激光雷達主要廠商及其產(chǎn)品

對目前的國外激光雷達巨頭企業(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，范圍和圖像清晰度的組合。借助AlphaPrime ，VelodyneLidar可為自主移動性提供最佳的遠程傳感器。AlphaPrime由于圖像清晰度高可以可靠而精確地檢測道路物體。

擁有最佳水平（360°）和垂直（40°）遠程傳感器，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、遠距離圖像使其成為機器人、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°），一流的精度和校準強度，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，減少誤報的高級功能。

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，可提供出色的近場感知能力，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，可進行可靠，可靠的批量生產(chǎn)設(shè)計。

4、Velabit

Velodyne最小的傳感器Velabit為3D激光雷達感知帶來了新水平的多功能性和可負擔(dān)性。這款緊湊型中距離激光雷達傳感器可針對特殊使用情況進行高度配置，并且可以嵌入車輛，機器人，無人機和基礎(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100米，同時具有出色的視野（FoV），達到60度水平FoVx10度垂直FoV。

5、VelaDome

VelaDome專為高分辨率近距離感測而設(shè)計，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，能夠檢測到近于0.1m的物體，是具有近場檢測和高密度圖像的革命性傳感器，可滿足包括盲點在內(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，長測量范圍，高精度和高分辨率，可可靠地解決最具挑戰(zhàn)性的現(xiàn)實應(yīng)用。此外，M8 LiDAR傳感器基于由智能感知軟件QORTEX支持的實時場景分析觸發(fā)動作。

點密度為3D點云，每秒高達130萬個點，返回3次。最大射程范圍達200m，視場（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，提供對貨物集裝箱裝載區(qū)域的更精確檢測來提高準確性，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7.5倍，可實現(xiàn)同類最佳的測量。以80％的反射率檢測高達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。點云每秒最多可增加75％的數(shù)據(jù)，提供更密集的點云數(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)和價格合理且可擴展的CMOS硅工藝，S3提供了獨特的電子束轉(zhuǎn)向，而無需任何移動部件，從而提供了抗振動性，超過100,000小時的MTBF和所需的低成本適用于安全，工業(yè)自動化和運輸?shù)刃袠I(yè)。

Ibeo

1、ibeoNEXT

Ibeo開發(fā)了一個全新的，全行業(yè)的4D傳感器系統(tǒng)。特別是，ibeoNEXT的模塊化設(shè)計在激光雷達市場上是獨一無二的。根據(jù)應(yīng)用，可以選擇11.2度或60度光學(xué)元件。通過使用多個傳感器并將數(shù)據(jù)融合在ECU上運行的軟件包中，可以實現(xiàn)對車輛周圍環(huán)境的360度檢測。ibeoNEXT通用固態(tài)LiDAR可用于從交通擁堵助手到自動駕駛的汽車應(yīng)用。

ibeoNEXT是固態(tài)LiDAR傳感器，它根本沒有移動部件，而是使用純半導(dǎo)體解決方案。缺少機械部件使固態(tài)傳感器更堅固，因此在更長的時間內(nèi)可靠。由于其緊湊的設(shè)計和較輕的重量，它還可以輕松集成到多種車輛平臺和任何設(shè)計中。傳感器生成一個3D點云和一個強度圖像，該強度圖像類似于黑白相機拍攝的照片–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檢測周圍的區(qū)域以及其視場中存在的任何物體。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。傳感器的另一個特點是時間和移動鏡的同步，傳感器的時間與外部參考時間同步，而反射鏡的旋轉(zhuǎn)頻率通過周期性的外部信號進行調(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裝置。無論速度，天氣條件和交通強度如何，其精確的測量結(jié)果都可以實現(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點云。結(jié)合Innoviz的感知軟件，該傳感器可實現(xiàn)無與倫比的角分辨率，從而實現(xiàn)出色的物體檢測，分類和跟蹤。

InnovizOne和感知軟件的設(shè)計和開發(fā)均符合汽車行業(yè)的最高標準，Innoviz已獲得必要的認證。Innoviz已通過ISO9001：2015認證，并從早期開始就在其組件（ASIC，檢測器和MEMS）以及LiDAR硬件和軟件系統(tǒng)中實施ISO26262（功能安全性）。該公司還選擇了整個供應(yīng)鏈中的制造商來滿足IATF16949，并遵循ASPICE標準進行軟件開發(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)地采用自動化技術(shù)，行業(yè)需要在發(fā)布時引入L2+功能以及支持L3和L4的硬件。由于其降低的成本和增強的性能，InnovizTwo將允許更多的汽車制造商提供安全的L2+，同時以最有效，最安全的方式為全面的L3自動化鋪平道路。

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)驗證，隨后將進行統(tǒng)計驗證。這種動態(tài)最終將導(dǎo)致汽車的軟件無需任何硬件更改即可升級到完整的L3。

Sick

1、UC30-21416A

UC30-21416A具有可調(diào)操作模式，切換點（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50個傳感器的同步。

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，具有溫度補償功能，開關(guān)頻率為4Hz，響應(yīng)時間為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，防護等級為3級。此激光傳感器的解析度達0.1mm，測量準確度的典型值為±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

最高檢測距離為120米，金屬外殼可保護內(nèi)部系統(tǒng)。防護結(jié)構(gòu)為IP67，耐沖擊性50G（單），耐振動性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、金屬探測。