面阵固态激光雷达是什么是固态雷达?

激光雷达本来只是一个小众市场,主要用于测绘和军事,每年几百到一千台的市场。但随着自动驾驶以及机器人的发展,激光雷达成为投资的焦点,并涌现出几十家创业公司。1.1. 为何激光雷达是自动驾驶必不可少的传感器?(1)电磁波传感器的分类不同的传感器因其自身属性(主动/被动的光源,波长,成像方式)决定着其属性(成像性,精度,对环境的敏感性,测距测速能力)。根据电磁波的来源,主要可分为主动式传感器和被动式传感器。什么是成像?举例,照相机可以成像,收音机不可成像。(2)不同传感器性能对比(3)L3级别以上自动驾驶激光雷达必不可少随着自动驾驶级别越来越高,对周边环境(道路、行人、车辆、建筑等)的实时感知精度和敏感性要求越来越高。激光雷达由于其具有较好的成像能力、测距测速能力强,精度高,因此L3级别以上激光雷达是必备传感器。同时由于其它种类的传感器具有不可成像,精度低等先天缺点,因此激光雷达的地位也不容易被其它传感器替代,但其他传感器可以作为辅助传感器。不同级别的自动驾驶,所需传感器越来越多,方案商会选择多种传感器配合使用。而目前激光雷达是壁垒最高,价格最贵的传感器。1.2. 激光雷达的分类和发展趋势?根据激光雷达的结构,主要可以分为机械式和固态激光雷达。由于机械式激光雷达体积大、成本高、同时具有大型旋转结构,容易出机械问题,因此很难真正在量产车上使用,同时由于其内部具有多个元器件和复杂的电路结构,很难实现数量级的成本下降。所以国内外激光雷达企业均把固态激光雷达作为未来发展方向。根据发射和扫描方式,目前固态激光雷达主要有三种:Flash/MEMS/OPA。技术较为成熟的是MEMS和FLASH,均有厂家推出产品,但均还没有实现量产。其中MEMS是采用微镜系统调节激光的方向替代传统机械扫描;FLASH是短时间内释放出大面积的激光,而后使用高敏感度的传感器阵列进行接收。相比较而言,OPA是纯芯片级别的,目前产品工艺设计还非常不成熟,离量产较远。但是一旦技术成熟,成本随着芯片工艺而大幅下降的情况下,OPA由于其体积和成本的优势,将有可能替代其它类别的激光雷达。OPA方案还比较受到争议,有行业人士指出,工程上不可能实现,因此产品出来遥遥无期。但比较共识的是能做OPA产品一定是具有光电芯片和激光雷达经验的交叉性团队。1.3. 目前国内外主要厂家和产品技术路径扫描方式主要分为四种:机械、Flash、MEMS、OPA接收方式主要有三种:面阵(传感器阵列)、APD(雪崩二极管)、FMCW(调频相干),其中FMCW相比APD、面阵具有更高的灵敏度。国内最主要的厂家基本都是从机械式激光雷达出发,后续研发固态激光雷达产品系列,比如行业目前前两名的速腾和禾赛。由于机械式和固态激光雷达技术差异很大,特别是MEMS和OPA,也有其它企业跳过机械式产品,直接研发固态激光雷达,比如北醒(Flash)、一径(MEMS、”OPA“)。Flash激光雷达方面离量产和车规验证走的最快的是北醒,MEMS激光雷达距离量产并进入车规验证最快的可能是速腾和禾赛。Flash基本只能近距离使用一般探测距离几米到几十米,一般只能作为辅助传感器。但是北醒正在研发探测距离百米以上的激光雷达,从原理上讲,使用flash进行超远距离测量,需要超大功率,而且依据会有分辨率的问题。而MEMS和OPA在中远距离上具有优势,未来在成本和可靠性上具有较大优势,因此很有可能是主流技术方向。但这两种的研发和量产需要一定的硅光芯片以及光电设计和加工封测的技术和经验,特别是OPA是纯光电芯片的产品,因此对团队的综合技术和经验要求较高。MEMS目前集成度不高,未来有可能因零部件集成程度,成本下降,但其中核心零部件微振镜只能外购。1.4. 相关公司融资情况1.5. 激光雷达主要应用场景目前激光雷达主要应用场景包括测距测绘、机器人、无人机、自动驾驶等。而根据其应用场景,未来最重要的还是自动驾驶和机器人领域。激光雷达几乎是自动驾驶的必备传感器,除了百度和特斯拉声称在特定场景可以用摄像头替代激光雷达。目前行业中比较认可的是L3级别的自动驾驶必须使用激光雷达,而一辆车一般四周需要多个激光雷达,比如百度的Apollo 2.0安装了1个64线和4个16线的激光雷达。 无人驾驶市场规模估算:目前市场上16线激光雷达均需要几万元的成本,预计未来固态芯片级激光雷达量产成熟,价格可能下降至500-800元,成本下降后每辆车至少需要6个激光雷达,可估算每辆车激光雷达成本可达3000-4800元。根据2018年汽车销量数据,全球汽车销量9560万量,中国2235万辆。预计汽车领域全球激光雷达市场可达2868-4589亿元,中国市场每年可达670-1075亿元。(每年规模千亿和万亿的市场至少相当可观)}

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