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【芯视野】汽车前装放量在即 混合固态激光雷达将成功“上位”

来源:爱集微

#激光雷达#

#芯视野#

08-24 10:13

集微网报道(文/清泉) 随着汽车智能化与自动驾驶功能的逐步落地,搭载激光雷达作为核心传感器已成为汽车界共识。预计到2025年,L2级别汽车将达到1200万辆,L3级汽车将达到300万辆。以一辆车上装载一台到数台激光雷达来算,这个数量将非常可观,汽车前装市场放量在即,其中,混合固态激光雷达开始受到整车厂商与系统集成商的青睐,迎来上车爆发期。

混合固态激光雷达迎来爆发期

据 Frost&Sullivan 预测,2025 年全球激光雷达市场规模将达 135.4 亿美元,其中高级辅助驾驶、无人驾驶、车联网和服务机器人领域分别占激光雷达市场总规模的 34.64%、26.30%、33.81%和 5.26%,而中国激光雷达市场规模将达到 43.1 亿美元。显然,汽车是这一市场的主要驱动力。

从最近整车厂商与Tier 1厂商的举措可见一斑。前不久,理想汽车与禾赛科技达成基于其车规级混合固态激光雷达的合作,此次合作基于禾赛最新一代高度芯片化的车规级混合固态激光雷达方案;镭神智能与东风悦享签署战略合作协议,其获车规认证的激光雷达——CH32混合固态激光雷达目前已经规模化交付东风悦享量产前装车型生产;大陆集团宣布其自动驾驶方案集成AEye远程激光雷达,适用于L2+至L4级,计划于2024年量产。还有即将实现量产的搭载Innovusion激光雷达的蔚来ET7、搭载华为激光雷达的极狐HBT、已量产的搭载法雷奥激光雷达的奥迪A8等。

从这些整车厂和系统集成商的选择来看,他们不约而同都选择了混合固态激光雷达。

机械式激光雷达的典型特征是具有机械旋转系统,在汽车行驶过程中,它会一直处于360度旋转状态中;混合固态激光雷达工作时,从外观上是看不到旋转的,但它将机械旋转部件做得更小巧并深藏在外壳之中,例如转镜式混合固态激光雷达,MEMS激光雷达目前也被业内普遍认为是混合固态式;全固态激光雷达则免除了机械部件,体积较小,目前主要有相控阵OPA与Flash激光雷达两种类型。

早期安装激光雷达的汽车大都使用的是机械式产品,价格高昂,体积较大,很难通过车规认证,不适于量产;而全固态激光雷达目前普遍处于研发推进阶段,还没有量产供货;混合固态激光雷达就成了时下车企的主流选择,混合固态激光雷达因为主要部件采用芯片形式,提高了集成度,减小了外型尺寸,一方面降低系统在行车过程出问题的几率,提高可靠性,易通过车规认证,另一方面也大大降低了成本,其售价从机械式的上万美元降到了1000美元以内。

激光雷达供应商北醒(北京)光子科技有限公司CEO李远在接受集微网采访时指出,“混合固态激光雷达已是影响自动驾驶的变革力量,目前基本所有车型都放弃了传统的机械同轴旋转激光雷达,而使用混合固态激光雷达作为2023-2025年的选型,未来5年,混合固态激光雷达迎来上车爆发期。

1550nm激光雷达或成前向主雷达首选

在激光雷达的硬件构成中,激光发射器是一个主要部件,目前市面上大部分激光雷达都选用经济实惠的905nm激光器,但905nm太接近人类能看到的可见光波长,所以在使用的功率级别存在人眼损伤的风险;另一方面,在符合人眼安全等级的功率下,905nm激光雷达的探测距离有限,很难超越200m。

随着激光雷达技术和行业需求的发展,1550nm激光雷达越来越受到业界关注。1550nm激光远离人眼吸收的可见光波长,相比905nm激光,同等功率的1550nm激光人眼安全性可提高10万倍,可将探测距离提高到 300米以上,在雨雾天气中探测也更具穿透性,更符合自动驾驶在高速场景下的环境感知需求。

根据汽车智能化与自动驾驶级别的不同,一般需要搭载一台到数台激光雷达,实现最基本的单台补盲、前向多台补盲到前向主雷达+四周感知补盲。这其中,1550nm激光雷达被认为是理想的前向主雷达产品选项。

李远分析指出,“1550nm可以达到至少300m以上的探测性能和更高分辨率性能。在同样的光斑大小和脉宽条件下,1550nm激光的最大允许曝光量和最大允许峰值光功率值均比905nm激光高出几个数量级,不会超过人眼安全的阈值。在测距方面北醒Horn系列激光雷达采用1550nm光源,在测角方面,采用棱镜+旋镜的组合可以将最大分辨率达到0.05°。这意味着凭借激光雷达汽车可以在300米外‘看’到一只兔子。

在这方面,国内某些厂商正全力推进量产。除了北醒,镭神智能凭借1550nm光纤激光器及其核心高功率元器件自研自产的能力,已针对汽车前装市场开发了LS21G混合固态激光雷达,采用1550nm光源,250m处可探测到5%反射率的目标,样机将于今年下半年正式上市。

激光雷达上车不能“一蹴而就” 

激光雷达上车是一个系统工程,虽然现在主机厂、Tier 1以及超百家的激光雷达厂商都在这个领域努力,但要让激光雷达“上车”,并真正发挥自己的功能助力实现更安全的自动驾驶,这有很长的路要走。

谈及目前的挑战,李远认为,“激光雷达是个光机电复杂的系统,属于可以比肩光刻机的时代产品,所以需要在技术和工艺方面有深厚的积累。作为产品供应商,要在可靠性(主要是寿命)、性能、成本方面进行提升,另外,激光雷达是安全设备,该过的测试一定要认真通过。”

“没有智能化的测试验证,就不可能有自动驾驶的落地。” 在近日举办的“2021无人驾驶发展大会”上,激光雷达自动驾驶量产解决方案提供商亮道智能CEO剧学铭提出了同样的看法。

剧学铭分析说,“首先,激光雷达在硬件上目前有多种技术路线,还没有一个统一的产品形态,可靠性、成本控制都有待提高;此外,仅仅有硬件还远远不够,如何基于硬件开发出用户满意的功能,这涉及到基于硬件的感知功能软件开发。最后,其最终的功能推广应用到市场上都要经历非常多的测试验证工作,而国内在这一领域的资源仍十分稀缺。”

作为一个新兴应用,激光雷达在汽车上实现量产尚屈指可数,这需要激光雷达企业、系统集成商与车企共同协作推进,很多细节工作同样不容忽视。

“它集成在什么样的计算单元上、上车后要不要清洗、智能信息系统如何配套等,相应的开发工作非常大,就连最基础的把激光雷达装到车上的造型设计都要花费很大的功夫,”剧学铭指出,“上车后激光雷达数据的收集及训练,也是未来自动驾驶厂商比拼的一个关键。”(校对/无剑芯)

责编: 艾檬

清泉

作者

微信:qingq-wly

邮箱:wangly@lunion.com.cn

作者简介

集微网记者,关注半导体设计制造、汽车电子、人工智能及AIoT产业链。微信:qingq-wly

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