ADAS和自動駕駛技術的前景趨于復雜，部分原因是不同車輛可能為了解決不同的駕駛問題而安裝各種不同的傳感器。

未來的系統會減少傳感器陣列的使用，但仍需結合多種傳感器技術以保證安全性能。

盡管整個汽車行業都意識到了實現SAE L4級與L5級自動駕駛并非迫在眉睫的任務，而是長期的目標，但支持當前和未來ADAS系統及L3級自動駕駛的傳感器技術仍在發展。在2023年CES上，30多家公司展示了不同類型的激光雷達技術，直觀展現了激光雷達技術是目前汽車行業的寵兒。但行業專家認為如此多的技術數量不可持續，未來幾年會有公司合并，也會有許多公司退場。雖然激光雷達廣受青睞，比如Luminar在沃爾沃EX90上的高調亮相，但仍有許多公司寄希望于傳感器技術——從球形雷達天線到當前攝像頭視覺系統的改進。

位于密歇根大學安娜堡分校的MCity是自動駕駛汽車和網聯汽車的試驗場，Greg McGuire是該公私合營項目的常務董事，與多家供應商、OEM和研究機構都保持著緊密的聯系。SAE與他討論了傳感器行業的現狀以及發展方向，他對當前的趨勢表示樂觀。

McGuire認為，在未來，OEM可能會將傳感器數據商品化，進而開發出傳感器的更多用途。他說：“比如泊車輔助用的傳感器，以前只產生泊車信息，但現在如果能將原始數據提取出來，就可以將其用于車道保持和避免近距離碰撞等更多用途，”因此，今后傳感器的數量會越來越少。

激光雷達的領導者

在一年多的時間內，Luminar已經發展成為汽車激光雷達領域的領導者。其低調的設計已經或即將被多家汽車品牌采用，如沃爾沃EX90、極星3和上汽等。上個月，奔馳和Luminar宣布達成一項長期合作，奔馳將從2025年起在旗下車型中廣泛應用Luminar的激光雷達。在2026至2030年間，奔馳預計屆時將售出約100萬輛配備Luminar產品的車輛。

Luminar在CES上展示了由其激光雷達驅動的AEB的晝夜有效性。其他演示活動包括模擬行人碰撞。（Luminar）

Luminar的當家產品是結合了砷化銦鎵傳感器的Iris激光雷達。公司表示這是汽車行業最敏銳的傳感器，與公司的ASIC搭配能夠實現最高動態范圍。Luminar表示，單束1550nm激光產生的能量是905nm發射器的100萬倍，“但不會傷害眼睛”。有趣的是，Luminar的CEO Austin Russell在CES上宣稱，公司想走一條普通汽車產業供應商不會選擇的道路。他說：“在消費者心目中，汽車已經從追求馬力轉變追求智慧，從奢侈產品轉變成了科技產品。”雖然多數汽車供應商都愿意做白標解決方案，但Russell希望Luminar成為汽車消費者夢寐以求的品牌。

OpsysTechnologies是Luminar的競爭對手，其董事會執行主席Eitan Gertel表示，公司已經生產出首個真正不配備任何活動部件的固態激光雷達，為OEM和供應商提供了可靠且實惠的選擇。（固態激光雷達領域還有許多其他公司，其中一些聲稱該技術最先是他們開發的。）

Opsys的小型激光雷達在單個收集器的兩側使用兩個發射器。它可以放在擋風玻璃后面，這是其他激光雷達無法比擬的。（CHRIS CLONTS）

Opsys的系統擁有一個中央光線探測器，兩側各有兩個發射器。系統能夠以1000幀/秒的速率進行掃描，最遠探測距離為300m（984英尺）。若以激光雷達系統的標準測量方法表示，該系統可以識別到150m處反射率僅為10%的物體，其物體檢測速度比人類視覺快40倍左右。

來自兩側垂直腔表面發射激光器（VCSEL）陣列的單個光束由單光子雪崩二極管（SPAD）上的特定對應像素接收。（Opsys）

Opsys的激光雷達設備可以放在擋風玻璃后面，今后也有望放在車輛的其他玻璃后面。由于反射率的原因，目前的激光雷達設備很難做到這一點，所以激光雷達普遍存在“駝峰信號（lidar hump)”問題。Gertel說：“我們的設備不包含任何活動部件，因此可以對玻璃造成的任何偏差進行校準。”關于成本，激光雷達的制造商們不愿意多談這類問題，因為產品價格會隨著產量和應用場景的不同而出現波動。2022年2月，SAE報道OEM預計為每臺激光雷達支付的費用約為1000美元。Gertel表示，Opsys系統的價格遠遠低于這一數字。MCity的McGuire預計，量產規模和OEM需求最終會促使傳感器成本降至100美元左右。當然，任何供應商都要歷經量產能力的考驗。

2022年，中國的圖達通（Innovusion）向BEV制造商蔚來交付了5萬臺激光雷達裝置。一位圖達通的發言人表示，公司有能力在2023年實現30萬臺的產能目標。其最新產品獵鷹（Falcon）能夠在250m（820英尺）的范圍內檢測到反射率為10%的物體，且最大檢測范圍可達500m（1600英尺），高于公認的必要距離。

負責監督Innovusion自動駕駛汽車激光雷達項目的Jason Ferns展示了其Falcon激光雷達生成的高分辨率點云。（CHRIS CLONTS）

球形雷達日漸式微？

來自亞利桑那州的Lunewave提供基于球形龍勃（Luneberg）天線的雷達系統，公司稱其性能優于標準的雷達系統。Lunewave的最新一代3D打印天線的體積縮小了25%，半徑為30mm。公司CEO辛江說：“我們的傳感器解決方案實際上是一種設計并量產球形龍勃（Luneberg）天線的專利技術。”他表示，該公司是世界上唯一一家“不僅可以設計，還可以量產”球形龍勃天線的公司。

Lunewave的3D打印雷達天線。由于每個接收器的角度都是已知的，因此減少了對處理器的需求。（CHRIS CLONTS）

辛江說，汽車使用的標準雷達的有效檢測范圍只有15－20度。因此，汽車制造商要在汽車上安裝多達20到30個傳感器才能彌補這一缺陷。他說，龍勃透鏡的球形結構“意味著只需安裝一個雷達就能擁有寬廣的視野范圍，不僅在方位角或XY平面，在垂直方向上也能保持一致的高性能。”

龍勃天線可以幫助雷達傳感器達到的寬度和距離，這意味著每輛車需要更少的天線。（Lunewave）

辛江表示，公司正在與一家德國OEM進行合作，以推出支持SAE L3級自動駕駛的新一代設備。他說：“單個雷達即能實現160度的方位角和90度的仰角，這是前所未有的進步。”即使在一臺車輛上安裝多個龍勃傳感器，其信號處理的需求也很少。“這是因為球形天線由多個單向接收器組成，因此角度計算在硬件上就完成了。”Xin認為，減少每輛車所需的傳感器數量是降低成本的關鍵所在。MCity的McGuire對這種在77 GHz高頻下運行的技術表示出興趣。他說：“我們對舊的低頻雷達進行一些研究，它們很難區分靜止物體和汽車之類的移動物體。所以高頻雷達真的很有意義，因為它的區分度更高，這非常不錯。”

軟件驅動的立體視覺系統

Nodar的總部位于馬薩諸塞州薩默維爾市。公司CEO Leif Jiang認為，雙目視覺系統，比如公司的Hammerhead系統（因類似錘頭鯊的寬眼距而得名），可以作為汽車和商業應用解決方案。Nodar是“native optical distance andranging（原生光學距離和測距）”的首字母縮略詞。Jiang常聽到別人將自家產品與斯巴魯的EyeSight安全系統相比，后者由兩個靠近的攝像頭組成，置于擋風玻璃的中央。他解釋說：“攝像頭不一定需要放在一起。我們可以去掉沉重的隔斷，把這些攝像頭安裝在車身外側（比如側視鏡），這樣就能得到極寬的距離基線，從而精確地測量周圍所有物體的位置。”

Nodar聯合創始人兼首席執行官Leif Jiang展示了與典型的激光雷達相比，其雙攝像頭系統在所有光線條件下的有效性。（CHRIS CLONTS）

Nodar的COO Brad Upton表示，與車頂等寬的Hammerhead“能夠以驚人的精度檢測到一千米范圍內的物體。”這是什么樣的精度呢？Nodar表示，公司的軟件產品可以傳輸高達500萬像素/幀的點云（一種空間坐標數據集），傳輸速率至少是多數激光雷達的5倍。并且，它能夠在大約500英尺（152m）處識別出一塊4英寸厚（10cm）的磚塊。Upton說，能夠直接使用信號而非AI對這些數據進行實時處理是一個巨大優勢。“盡管圍繞AI神經網絡有很多天花亂墜的宣傳，但對我們而言，信號處理技術是已知并且可以預測的，而且它的處理速度非常快。我們認為，對于這種重要的安全應用而言，實時信號處理技術相當關鍵。”

因為展示的需求，相機被橫桿舉起，但它們可以被放置在側視鏡等不太顯眼的結構中。（CHRIS CLONTS）

Hammerhead是一款軟件解決方案，可以與成品攝像頭、GPU（如英偉達、驍龍等品牌）協同工作。雖然這款軟件十分先進，但其實與用于智能手機攝像頭的圖像穩定軟件的原理類似。Upton說：“它可以操作離得較遠的透鏡的獨立活動，也可以提供極高的精度，能在150米外檢測一塊10cm（4英寸）的磚塊。此外，我們的系統還有一個特色——道路檢測，它能判斷路面上是否有物體。”

Nodar的高管知道，他們的系統很可能會和其他系統協同使用。

Nodar傳感器的理想組合是什么？Upton認為這取決于具體應用：“在實現SAE L3級自動駕駛方面，我們認為激光雷達的成本是一個難題，不過我們可以解決這個難題。與雷達的協同使用可能是一個行之有效的解決方案。

熱成像技術填補市場空缺

Adasky的熱像儀可以探測夜間或某些天氣條件下看不到的車輛和物體。（CHRIS CLONTS）

來自以色列的熱成像攝像頭制造公司Adasky可不曾認為其產品可以替換其他類型的傳感器。相反，這家公司經常使用“增強”一詞來描述其產品在某些場景中為可能出現故障的ADAS系統起到的輔助作用。在CES期間，Adasky北美公司負責人Bill Grabowski在拉斯維加斯舉行的一次夜間街頭演示中說：“如果夜間或惡劣天氣仍被認為是異常情況的話，那么我們永遠無法實現出色的事故避讓。”Adasky的被動式攝像頭小到可以藏在手心，無需主動發射光線就能檢測行人等物體。它能夠以30度視場角（FOV）識別328英尺（100m）的距離，或者以18度FOV識別656英尺（200m）的距離。該公司目前正在與一家暫時不公開名稱的美國OEM進行合作。

Adasky的夜間道路演示表明，它可以在擁擠的交通條件下檢測物體及其相對距離。（CHRIS CLONTS）

雖然傳感器市場競爭激烈，OEM有許多ADAS和自動駕駛系統組合可供選擇，不過MCity的McGuire認為現階段各類傳感器已經足夠出色，更需要的是提升處理能力。。

McGuire表示：“對于這些公司而言，首先是要發展算力（驅動AI并使用傳感器創建的數據），其次是想辦法把新產品安裝到汽車上，而不是尋找新的超高性能傳感器。”