激光雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)

近幾年，自動(dòng)駕駛始終是一個(gè)熱門話題，自動(dòng)駕駛層級(jí)的不斷提升對(duì)傳感器的要求有著新的變化，比如在數(shù)量上的增加，在分辨率上的提升等。 ? 目前自動(dòng)駕駛傳感器還是多傳感器融合的方案較為常見，其中，以激光雷達(dá)為主還是毫米波雷達(dá)為主一直頗受爭(zhēng)議，故今天給大家對(duì)比一下毫米波雷達(dá)與激光雷達(dá)。 在詳細(xì)對(duì)比之前我們可先粗略看下兩者的對(duì)比圖，如下所示

簡(jiǎn)單來講，探測(cè)精度激光雷達(dá)勝于毫米波雷達(dá)，抗環(huán)境干擾能力毫米波雷達(dá)勝于激光雷達(dá)，抗電磁干擾激光雷達(dá)勝于毫米波雷達(dá)，價(jià)格毫米波雷達(dá)勝于激光雷達(dá)，這一對(duì)比，不分伯仲。 不過目前為提升毫米波雷達(dá)的分辨率，提高其探測(cè)距離，各毫米波雷達(dá)企業(yè)相繼推出4D毫米波雷達(dá)產(chǎn)品，該產(chǎn)品相對(duì)于激光雷達(dá)來講，或許有一定的優(yōu)勢(shì)，如后給大家詳細(xì)介紹一下他們的性能對(duì)比。 一、工作原理 從工作原理上來講，激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)基本類似，都是利用回波成像來構(gòu)顯被探測(cè)物體的，就相當(dāng)于人類用雙眼探知而蝙蝠是依靠超聲波探知的區(qū)別。 激光雷達(dá)是一種利用光波進(jìn)行測(cè)量的主動(dòng)探測(cè)方式。主動(dòng)探測(cè)方式是指探測(cè)系統(tǒng)通過接收自身發(fā)出的信號(hào)回波來進(jìn)行測(cè)量，區(qū)別于例如攝像機(jī)等通過接收環(huán)境光獲取信號(hào)的被動(dòng)探測(cè)方式。激光雷達(dá)通過測(cè)量激光從發(fā)出經(jīng)障礙物反射到被傳感器接收所經(jīng)歷的時(shí)間，來計(jì)算障礙物的距離。 ? ? ?? MEMS激光雷達(dá)工作原理圖 毫米波雷達(dá)發(fā)射出去的電磁波是一個(gè)錐狀的波束，這個(gè)波段的天線主要以電磁輻射為主。當(dāng)目標(biāo)向雷達(dá)天線靠近時(shí)，反射信號(hào)頻率將高于發(fā)射機(jī)頻率；反之，當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離天線而去時(shí)，反射信號(hào)頻率將低于發(fā)射機(jī)率。由多普勒效應(yīng)所形成的頻率變化叫做多普勒頻移，它與相對(duì)速度V成正比，與振動(dòng)的頻率成反比。如此，通過檢測(cè)這個(gè)頻率差，可以測(cè)得目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的移動(dòng)速度，也就是目標(biāo)與雷達(dá)的相對(duì)速度。根據(jù)發(fā)射脈沖和接收的時(shí)間差，可以測(cè)出目標(biāo)的距離。同時(shí)用頻率過濾方法檢測(cè)目標(biāo)的多普勒頻率譜線，濾除干擾雜波的譜線，可使雷達(dá)從強(qiáng)雜波中分辨出目標(biāo)信號(hào)。

二、探測(cè)精度

從探測(cè)精度上來講，激光雷達(dá)具有探測(cè)精度高、探測(cè)范圍廣及穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在精確度方面，毫米波雷達(dá)的探測(cè)距離受到頻段損耗的直接制約（想要探測(cè)的遠(yuǎn)，就必須使用高頻段雷達(dá)），也無法感知行人，并且對(duì)周邊所有障礙物無法進(jìn)行精準(zhǔn)的建模。這一點(diǎn)就大不如激光雷達(dá)。

三、抗干擾能力

從抗干擾能力上來講，由于激光雷達(dá)通過發(fā)射光束進(jìn)行探測(cè)，受環(huán)境影響較大，光束受遮擋后就不能正常使用，因此無法在雨雪霧霾天，沙塵暴等惡劣天氣中開啟，而毫米波導(dǎo)引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，因此可以在糟糕的天氣中探測(cè)，在這一點(diǎn)上毫米波雷達(dá)更勝一籌。

四、價(jià)格

從價(jià)格上來講，激光雷達(dá)比毫米波雷達(dá)貴很多，不單單是從本身傳感器的成本來講，激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)處理單元等配套的相關(guān)也很貴。雖然近幾年來，各激光廠家不斷在降低其成本，激光雷達(dá)的價(jià)格已經(jīng)從10萬美元的區(qū)間，下降到了100美元的區(qū)間，但這100美元的產(chǎn)品并非車規(guī)量產(chǎn)雷達(dá)，100美元的激光雷達(dá)一般是用于短距盲區(qū)探測(cè)，真正車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)都在1000美元左右。 毫米波雷達(dá)價(jià)格在100美元以內(nèi)，尤其是角雷達(dá)，一般來講就100~200元人民幣，前裝前雷達(dá)向價(jià)格在300~400元人民幣。 總的來講，激光雷達(dá)數(shù)百美元的產(chǎn)品，大多是使用在L3級(jí)別自動(dòng)駕駛或作為L(zhǎng)4級(jí)別自動(dòng)駕駛盲區(qū)探測(cè)雷達(dá)，數(shù)千美元的產(chǎn)品，則可以作為L(zhǎng)4級(jí)別自動(dòng)駕駛的主雷達(dá)，用于遠(yuǎn)距離、大范圍的探測(cè)。目前車載量產(chǎn)級(jí)別激光雷達(dá)價(jià)格對(duì)比毫米波雷達(dá)價(jià)格是1000美金對(duì)50美金。

數(shù)據(jù)來源：興業(yè)證券、網(wǎng)絡(luò)

五、搭載情況

自動(dòng)駕駛技術(shù)分為兩種，一種采用攝像頭+毫米波雷達(dá)；一種采用激光雷達(dá)。出于成本考慮，L2級(jí)別自動(dòng)駕駛以攝像頭+毫米波雷達(dá)為主。 激光雷達(dá)搭載狀況： 奧迪和法雷奧從2017年就開始合作，將法雷奧的SCALA LiDAR集成到奧迪A8中?，F(xiàn)在，激光雷達(dá)也出現(xiàn)在其它車型中，如奧迪A6、A7、Q7和Q8。目前國(guó)內(nèi)未有搭載車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)的量產(chǎn)上市車型，不過，9月份上市的小鵬P5將成為首款搭載激光雷達(dá)量產(chǎn)車。 毫米波雷達(dá)搭載狀況： 毫米波雷達(dá)搭載的上市車型還是較為常見，現(xiàn)階段，毫米波雷達(dá)已在中高端車型上普及，大眾CC、全新邁騰，沃爾沃XC60、S60、XC90、S90，奔馳C級(jí)、E級(jí)、S級(jí)、R級(jí)、CLS、CL、GLK，豐田皇冠，雷克薩斯GS460、RX350，全新奧迪A8、凱迪拉克CT6等，隨著汽車智能化程度的不斷提升，毫米波雷達(dá)將逐漸從高端車專用普及到幾乎所有車型。如上汽R汽車ES33、蔚來ET7、2021款理想ONE、斯柯達(dá)明銳PRO、長(zhǎng)安歐尚X7 PLUS、長(zhǎng)城WEY2021款VV6等等。

六、最新趨勢(shì)

激光雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)：

激光雷達(dá)向著高線束發(fā)展，要做到L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛，至少要達(dá)到100線。 激光雷達(dá)逐漸從機(jī)械式到MEMS和純固態(tài)的演進(jìn)，據(jù)了解，目前還是MEMS為主，純固態(tài)的激光雷達(dá)還不是很成熟。 上海車展show car-集成RoboSense 固態(tài)激光雷達(dá)RS-LiDAR-M1 的智能全景車頂 毫米波雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)： 毫米波雷達(dá)向著高分辨率、長(zhǎng)測(cè)距發(fā)展，如目前部分企業(yè)推出的4D毫米波雷達(dá)，4D毫米波雷達(dá)的出現(xiàn)不僅是在維度上多了高度一維，更是彌補(bǔ)了傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的點(diǎn)云缺陷。 通過對(duì)比來看，目前還是以毫米波雷達(dá)為主的自動(dòng)駕駛技術(shù)方案為主，結(jié)合即將上市的首款搭載激光雷達(dá)量產(chǎn)車小鵬P5來看（小鵬P5配備了2個(gè)激光雷達(dá)、12個(gè)超聲波傳感器、5個(gè)毫米波雷達(dá)、13個(gè)高感知攝像頭以及1套亞米級(jí)高精定位單元），各傳感器取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互融合，共同提升自動(dòng)駕駛的安全性是趨勢(shì)，在相互融合的過程中增加成本的考量亦會(huì)使客戶接受度更高，讓自動(dòng)駕駛更加快速的落地普及。