关乎无人车量产的「秘密武器」，快被这家中国公司造出来了

在年初的美国 CES 上，我们几乎把所有参展的激光雷达公司看了个遍。在《固态激光雷达成为 CES「主流」，但还未出现真正的巨头》这篇文章中，我们谈了谈对今年激光雷达发展的看法，其中重要主题就是：固态激光雷达。 毫无疑问，固态激光雷达是未来无人车必备的「 秘密武器」。目前，世界上还没有哪家公司的固态激光雷达产品「 上车」 量产。车企、供应商和自动驾驶公司，都在密切留意固态激光雷达的最新发展。 哪家激光雷达公司在未来 3-5 年内掌握了无人驾驶「 量产」 的核心技术，哪家公司就赢得了未来。 虽然都在做「 固态激光雷达」，但大家的技术路线却不尽相同，不过最终大家的目标很一致：做出满足车规级、低成本、易量产的固态激光雷达，同时还要保证研发进度不能落后于竞争对手。 「 固态」 的三种姿势 先来回顾固态激光雷达的几种技术路线，我们会逐一分析其优劣势： MEMS：微机电系统，将传统机械式激光雷达中的旋转装置「 电子化」，通过在硅基芯片上集成的微振镜来代替传统的机械式旋转装置，由微振镜反射激光的光线，批量生产可在一定程度上降低生产成本。 MEMS 的核心零件是「 微振镜」，它在工作时会高频振动，对于实现车规级来说，这是天然的劣势。同时，这块微振镜的镜面尺寸依然不够大，并且还没有能够满足车规级温度要求的产品出现。 目前，采用 MEMS 技术路线的激光雷达公司不少，但这块「 微振镜」 却仍旧需要依靠外部采购，供应商包括荷兰 Innoluce、日本滨松等公司。（注：Innoluce 公司在 2016 年已经被英飞凌收购，可见微振镜对于 MEMS 激光雷达的重要性）  总之，微振镜将会成为选择 MEMS 路线的激光雷达公司必须面临的难关。解决不了微振镜问题，谈不上是一个拥有核心技术的激光雷达公司。 OPA：光学相控阵技术，这原本是用于军事雷达的一项技术。相控阵发射器由若干发射接收单元组成一个矩形阵列，通过改变阵列中不同单元发射光线的相位差，可以达到调节射出波角度和方向的目的。   固态激光雷达概念是 Quanergy 在 2016 年 CES 炒火的，而火的核心就 是 OPA 光学相控阵技术。 不过问题在于，OPA 技术从原理上就存在「 旁瓣效应」，即激光在最大功率方向以外会形成「 旁瓣」，导致激光能量被分散。其次，OPA 激光雷达的接收面大、信噪比也比较差。 从融资进程等因素来看，Quanergy 可能是最有实力解决这个问题的公司。不过在今年的 CES 上，Quanergy 并未展出实时扫描效果，而是用简易的动画来展示识别到的人，有点令人意外。 从技术原理来看，MEMS 和 OPA 各有千秋，但还是有共通点的，比如都使用了 ToF 时间飞行原理，都属于「 扫描式」 激光雷达。 除了 MEMS 和 OPA 路线之外，还有第三种：3D Flash，属于「 非扫描式」 激光雷达。 3D Flash：Flash 顾名思义，就是「 闪光」，这种固态激光雷达像一个手电筒一样，发射一个面阵光，再通过高灵敏度的传感器绘制环境图像。 从原理上来说，这三种固态激光雷达的相同点在于都运用了「ToF 飞行时间」 基本原理，不过 MEMS 和 OPA 依然属于「 扫描式」，而 3D Flash 则属于「 非扫描式」。 3D Flash 技术的天然优势在于: 首先是全固态，没有任何移动部件，更像是一个半导体产品。如此一来，在大批量生产从而降低成本、通过车规级方面，3D Flash 技术有天然的优势。 任何事物都有「 两面性」，3D Flash 也有困惑众人的技术难题。 传统 3D Flash 激光雷达采用的是单脉冲测量，一个单脉冲如果要把整个视野照亮，需 要非常高的能量。因此，单脉冲的峰值功率能达到上百千瓦，甚至兆瓦级别。而兆瓦级别的功率，无法使用普通的半导体激光器，需要搭载固体激光器才行。但固体激光器成本极高，且极高的单次峰值也无法保证人眼安全。 目前，许多方案解决商会采用 1500nm 到 1800nm 的人眼安全激光波段。虽能大幅度提高人眼安全容限，但使用这样的长波段，普通的硅基传感器无法感光，因而不得不使用例如铟镓砷这样的传感器芯片。这种芯片极为特殊，且成本非常高昂。 中国公司掌握「 核心科技」？ 在年初逛 CES 的时候，我们遇到了一家叫做「 光珀智能」 的中国公司，是为数不多的选择 3D Flash 路线的公司，之前很少见诸于媒体。我们也在光珀团队回国后的第一时间对其进行了专访。 了解这家公司，先从产品说起。 光珀已经推出了第一代 ToF 传感器芯片，基于这一代芯片推出三个技术平台：GP001A、GP002A 和 GP003，分别满足不同距离下（近、中、远），强阳光下（100Klux），大场景（70⁰），高精度（<1%），高空间分辨率（0.06⁰V）等三维感知需求。 同时，基于这三个平台，研发了 4 款可应用于安防、仓储机器人、低速和高速无人车的产品，分别为基于 GP001A 平台的 Smart-SDC1 和 Wide-WAA1，基于 GP002A 平台的 Power-PBA2，以及基于 GP003 平台的 Ultra-UBA2。 也就是说，光珀的产品已经在安防、仓储等领域有了应用案例，亟待开发的就是无人车市场，相应的产品为 Ultra-UBA2。 Ultra-UBA2 的探测距离约为 60 米，探测视角为 70°H/40°V。GP003 平台的最远探测距离为 150 米（探测视角为 24°H/6°V），同样基于 GP003 平台，还可以打造不同探测距离、不同探测视角的固态激光雷达，多个不同性能的激光雷达搭配使用，可以实现 … 继续阅读