量產(chǎn)、成本的雙重優(yōu)勢，純固態(tài)Flash激光雷達(dá)量產(chǎn)進(jìn)度如何了？
電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）Ouster最近推出了DF（Digital Flash）系列數(shù)字Flash激光雷達(dá)，DF系列是面向汽車應(yīng)用的靈活、可擴(kuò)展的高性能固態(tài)數(shù)字激光雷達(dá)平臺。作為純固態(tài)激光雷達(dá)，DF 系列激光雷達(dá)內(nèi)部無任何移動部件，在可靠性、耐用性、成本上都有一定優(yōu)勢。
而縱觀目前已經(jīng)量產(chǎn)或者即將量產(chǎn)搭載激光雷達(dá)的車型，基本上是采用了MEMS半固態(tài)激光雷達(dá)，這也是目前為止最為成熟的乘用車前裝方案。相比于以往的機(jī)械式旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)，MEMS半固態(tài)激光雷達(dá)從外形以及體積上，更加適合融入到乘用車的外觀設(shè)計中。 更重要的是可靠性。MEMS激光雷達(dá)，本質(zhì)上還是具備機(jī)械結(jié)構(gòu)，只是將傳統(tǒng)機(jī)械旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)中的電機(jī)驅(qū)動掃描系統(tǒng)，換成了MEMS振鏡，但由于減少了軸承等機(jī)械部件，可靠性相比機(jī)械式旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)大幅提高。由于結(jié)構(gòu)的先天劣勢，機(jī)械式旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)基本無法通過嚴(yán)苛的車規(guī)認(rèn)證。因此，體積小、可靠性足以通過車規(guī)認(rèn)證，也是MEMS成為目前最成熟的乘用車前裝激光雷達(dá)方案的原因。
但MEMS也不是沒有缺點。首先，MEMS激光雷達(dá)依然存在一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)，MEMS微振鏡實現(xiàn)大批量生產(chǎn)的難度高，并且在極端條件下可靠性依然存在一定風(fēng)險。同時，MEMS激光雷達(dá)的掃描方式是依靠振鏡振動來對一定角度范圍內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行掃描，振動頻率越高，則掃描頻率越高；振動幅度越大，掃描角度就越大。由于MEMS微振鏡的振動頻率和振動幅度存在物理上的限制，所以性能提升的潛力也相對有限。 Flash激光雷達(dá)的原理其實與手機(jī)上的ToF鏡頭類似，測量光線從發(fā)射到接觸到物體反射回來所需的時間，再代入光速計算出與物體間的距離。
而Flash相比于MEMS方案，優(yōu)勢在于集成度高、量產(chǎn)成本低，對于未來幾年在自動駕駛普及，激光雷達(dá)需求暴漲的情況下，便于大規(guī)模量產(chǎn)的特性，使得Flash很有機(jī)會成為激光雷達(dá)未來的主流。 不過，F(xiàn)lash激光雷達(dá)的量產(chǎn)進(jìn)度要比MEMS要晚不少。公開信息中，目前最早量產(chǎn)Flash激光雷達(dá)的是Ibeo。Ibeo在2020年與長城汽車簽訂了激光雷達(dá)系列生產(chǎn)合同，成為長城汽車全球首家激光雷達(dá)供應(yīng)商。而根據(jù)Ibeo的說法，預(yù)計激光雷達(dá)量產(chǎn)時間為2022年，由國內(nèi)企業(yè)亮道智能負(fù)責(zé)全套激光雷達(dá)系統(tǒng)的測試和驗證。
而Ouster其實在去年10月，就發(fā)布了首款全固態(tài)長距離數(shù)字激光雷達(dá)ES2。據(jù)Ouster介紹，ES2是市場上第一款全固態(tài)、高分辨率、長距的數(shù)字激光雷達(dá)，探測距離超過200m。ES2預(yù)計將在2022年開始向關(guān)鍵客戶和合作伙伴交付樣品，至于大批量生產(chǎn)將在2024年完成。ES2面向車規(guī)量產(chǎn)的項目初始價格為600美元，根據(jù)Ouster的路線，迭代產(chǎn)品的價格將會進(jìn)一步降至100美元。
國內(nèi)企業(yè)方面，北科天繪目前沿著3D Flash技術(shù)路徑開發(fā)全固態(tài)激光雷達(dá)；鐳神智能在2018年宣布與以色列NEWSIGHT公司聯(lián)合研發(fā)3D FLASH激光雷達(dá)V-Lidar；北醒光子用于AGV領(lǐng)域的Flash激光雷達(dá)CE30則已經(jīng)有落地應(yīng)用，未來自動駕駛用Flash激光雷達(dá)相信也將會在未來幾年中有新的進(jìn)展。
而縱觀目前已經(jīng)量產(chǎn)或者即將量產(chǎn)搭載激光雷達(dá)的車型，基本上是采用了MEMS半固態(tài)激光雷達(dá)，這也是目前為止最為成熟的乘用車前裝方案。相比于以往的機(jī)械式旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)，MEMS半固態(tài)激光雷達(dá)從外形以及體積上，更加適合融入到乘用車的外觀設(shè)計中。 更重要的是可靠性。MEMS激光雷達(dá)，本質(zhì)上還是具備機(jī)械結(jié)構(gòu)，只是將傳統(tǒng)機(jī)械旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)中的電機(jī)驅(qū)動掃描系統(tǒng)，換成了MEMS振鏡，但由于減少了軸承等機(jī)械部件，可靠性相比機(jī)械式旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)大幅提高。由于結(jié)構(gòu)的先天劣勢，機(jī)械式旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)基本無法通過嚴(yán)苛的車規(guī)認(rèn)證。因此，體積小、可靠性足以通過車規(guī)認(rèn)證，也是MEMS成為目前最成熟的乘用車前裝激光雷達(dá)方案的原因。
但MEMS也不是沒有缺點。首先，MEMS激光雷達(dá)依然存在一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)，MEMS微振鏡實現(xiàn)大批量生產(chǎn)的難度高，并且在極端條件下可靠性依然存在一定風(fēng)險。同時，MEMS激光雷達(dá)的掃描方式是依靠振鏡振動來對一定角度范圍內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行掃描，振動頻率越高，則掃描頻率越高；振動幅度越大，掃描角度就越大。由于MEMS微振鏡的振動頻率和振動幅度存在物理上的限制，所以性能提升的潛力也相對有限。 Flash激光雷達(dá)的原理其實與手機(jī)上的ToF鏡頭類似，測量光線從發(fā)射到接觸到物體反射回來所需的時間，再代入光速計算出與物體間的距離。
而Flash相比于MEMS方案，優(yōu)勢在于集成度高、量產(chǎn)成本低，對于未來幾年在自動駕駛普及，激光雷達(dá)需求暴漲的情況下，便于大規(guī)模量產(chǎn)的特性，使得Flash很有機(jī)會成為激光雷達(dá)未來的主流。 不過，F(xiàn)lash激光雷達(dá)的量產(chǎn)進(jìn)度要比MEMS要晚不少。公開信息中，目前最早量產(chǎn)Flash激光雷達(dá)的是Ibeo。Ibeo在2020年與長城汽車簽訂了激光雷達(dá)系列生產(chǎn)合同，成為長城汽車全球首家激光雷達(dá)供應(yīng)商。而根據(jù)Ibeo的說法，預(yù)計激光雷達(dá)量產(chǎn)時間為2022年，由國內(nèi)企業(yè)亮道智能負(fù)責(zé)全套激光雷達(dá)系統(tǒng)的測試和驗證。
而Ouster其實在去年10月，就發(fā)布了首款全固態(tài)長距離數(shù)字激光雷達(dá)ES2。據(jù)Ouster介紹，ES2是市場上第一款全固態(tài)、高分辨率、長距的數(shù)字激光雷達(dá)，探測距離超過200m。ES2預(yù)計將在2022年開始向關(guān)鍵客戶和合作伙伴交付樣品，至于大批量生產(chǎn)將在2024年完成。ES2面向車規(guī)量產(chǎn)的項目初始價格為600美元，根據(jù)Ouster的路線，迭代產(chǎn)品的價格將會進(jìn)一步降至100美元。
國內(nèi)企業(yè)方面，北科天繪目前沿著3D Flash技術(shù)路徑開發(fā)全固態(tài)激光雷達(dá)；鐳神智能在2018年宣布與以色列NEWSIGHT公司聯(lián)合研發(fā)3D FLASH激光雷達(dá)V-Lidar；北醒光子用于AGV領(lǐng)域的Flash激光雷達(dá)CE30則已經(jīng)有落地應(yīng)用，未來自動駕駛用Flash激光雷達(dá)相信也將會在未來幾年中有新的進(jìn)展。
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