中國企業(yè)有望在全固態(tài)激光雷達領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破

 

 

有人將2018年稱為自動駕駛商業(yè)化元年，我國在此領(lǐng)域的進展更是令人關(guān)注。4月12日，工信部、公安部、交通運輸部三部委印發(fā)《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試管理規(guī)范（試行）》。就在這項路測規(guī)范發(fā)布一個月前，上海發(fā)布《上海市智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試管理辦法（試行）》，并向兩家企業(yè)發(fā)放了路測號牌。這是中國第一批智能網(wǎng)聯(lián)汽車開放道路測試號牌。截至目前，國內(nèi)已有5個城市公布了自動駕駛道路測試的相關(guān)政策。路測政策上的“破冰”必將大大激發(fā)行業(yè)信心，加快商業(yè)化步伐。

 

要想自動駕駛車輛實現(xiàn)理想中的自動、安全駕駛，擁有一套靈敏、精確的感知系統(tǒng)是前提。記者采訪了解到，作為自動駕駛必不可少的感知系統(tǒng)，激光雷達的研發(fā)、測試正在成為熱點，而代表激光雷達未來發(fā)展方向的全固態(tài)激光雷達則有望助力中國企業(yè)在此領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。

 

未來的發(fā)展方向

 

按照自動駕駛L1—L5的等級劃分，L3及以下屬輔助駕駛或低級別自動駕駛，L4、L5才算得上高級別自動駕駛。目前的自動駕駛都處于L3以下階段，而可以運用在自動駕駛的感知系統(tǒng)共有3種：微波雷達、視頻感知和激光雷達。

 

中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所研究員劉博主要從事激光雷達遙感探測方向的研究，他認為以上3種感知系統(tǒng)對自動駕駛來說各有優(yōu)劣。微波雷達又稱毫米波雷達，其優(yōu)勢是探測不受天氣影響，成本較低。不足是分辨率不高，不能分辨事物的細節(jié)，對非導(dǎo)體障礙物的響應(yīng)弱；視頻感知就是攝像頭，分辨率比較高，細節(jié)信息豐富，但其成像是平面的二維圖像，即使采用雙目視覺，在較遠處距離誤差也比較大；激光雷達被業(yè)內(nèi)廣泛看好，是實現(xiàn)高級別自動駕駛的主要感知系統(tǒng)。其優(yōu)勢是距離分辨率高、準確度高，不足是其性能受霧霾等惡劣天氣影響，而且成本較高。“分辨率越高的激光雷達傳回給決策系統(tǒng)的數(shù)據(jù)就越多。在車輛高速行駛過程中，激光雷達掃描獲得的數(shù)據(jù)量非常大，這也對自動駕駛決策系統(tǒng)的處理能力提出了不小的挑戰(zhàn)。”因此，劉博認為，未來能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)的自動駕駛車輛，不會是只采用某種單一技術(shù)，而應(yīng)該是發(fā)揮幾種技術(shù)各自優(yōu)勢后的多傳感器融合運用。

 

劉博介紹，從技術(shù)原理看，用于自動駕駛的激光雷達主要有兩種類型：第一種是機械掃面雷達，多束激光并排繞軸旋轉(zhuǎn)360o，每束激光掃描一個平面；第二種是全固態(tài)激光雷達，這種技術(shù)并不是常用的機械掃描方式，不像第一種技術(shù)會產(chǎn)生機械運動，被認為是激光雷達未來的發(fā)展方向。

 

國內(nèi)研發(fā)蓬勃興起

 

“激光雷達最早起源于國外，有的國外企業(yè)研發(fā)歷史已有幾十年。雖然激光雷達用于自動駕駛是近幾年的事情，但國外歷史悠久的企業(yè)已經(jīng)搶占先機，現(xiàn)在很多車企也使用了國外企業(yè)的產(chǎn)品。但隨著中國這幾年對新能源汽車、智能制造的重視，國內(nèi)也有很多企業(yè)開始聚焦激光雷達，目前較為成熟的是機械掃描雷達，但全固態(tài)激光雷達的研發(fā)也蓬勃興起。”劉博介紹。

 

北科天繪是一家位于北京海淀區(qū)的高新技術(shù)企業(yè)，擁有18年的激光雷達技術(shù)積累。2015年，北科天繪啟動智能車和智能機器人導(dǎo)航激光雷達的研制工作，正式進軍汽車產(chǎn)業(yè)。總經(jīng)理助理張寒青介紹，北科天繪采用完全自主研發(fā)的芯片和半導(dǎo)體工藝，比傳統(tǒng)裝配工藝更簡潔高效，所以也是我國唯一實現(xiàn)高端激光雷達裝備自主研發(fā)和量產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。據(jù)介紹，今年3月，北科天繪兩款產(chǎn)品獲得美國FDA頒發(fā)的雷達輻射安全證書，獲準進入美國市場銷售。

 

雖然已經(jīng)在機械掃描雷達領(lǐng)域取得了很好成績，但張寒青認為北科天繪未來發(fā)展的戰(zhàn)略重點是全固態(tài)激光雷達。“我們的全固態(tài)激光雷達的研制采用3D-Flash技術(shù)路徑，今年會發(fā)布自己的全固態(tài)激光雷達產(chǎn)品。”

 

北京飲冰科技有限公司是一家初創(chuàng)企業(yè)，主要致力于激光傳感器在自動駕駛及智能交通領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用?？偨?jīng)理姜波介紹，目前在世界上，激光雷達用于自動駕駛還處于研發(fā)、測試階段，離用于量產(chǎn)車輛還有差距。“除了對雷達產(chǎn)品超高的質(zhì)量可靠性要求帶來的技術(shù)難度以外，價格是很難逾越的‘攔路虎’。國外64線激光雷達的售價高達7萬美元，比一輛車的售價還貴。”姜波分析，激光雷達對整個產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)要求很高，繁瑣復(fù)雜的工藝使其成本很難降下來。“飲冰科技主要研發(fā)的是全固態(tài)激光雷達，我們相信，這會是中國企業(yè)的一個機會，希望能在這個點上實現(xiàn)彎道超車。”

 

為了避免自動駕駛走上缺芯的老路，姜波坦言，從一開始他們就致力于從最基本的芯片研發(fā)開始，選擇的上游產(chǎn)品也都是中國企業(yè)。“中國缺芯之痛不能在自動駕駛行業(yè)重演，我們要把核心技術(shù)真正牢牢掌握在自己手里。”

 

整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展還有差距

 

劉博介紹，激光雷達主要由激光光源、探測器和信息處理器三部分構(gòu)成。光源部分的核心部件是主要是激光二極管，據(jù)他所知，國內(nèi)企業(yè)采用的激光二極管大都來自國外的企業(yè)。“國內(nèi)目前還沒有企業(yè)能做出達到激光雷達使用要求的激光二極管。”探測器部分的核心部件是雪崩二極管。“這部分的情況比激光二極管的情況好一些。雖然國外產(chǎn)品在性能上更勝一籌，但國內(nèi)也有一些企業(yè)在奮起直追，取得了很大進展。