

本文介绍了未来激光成像雷达的发展方向以及发展趋势。

激光雷达可以高精度、高准确度地获取目标的距离、速度等信息或者实现目标成像，在测绘、导航等领域具有重要作用。自动驾驶技术的兴起，给激光雷达传感器行业带来了春天。

作为一种光学感知技术，激光雷达可以让机器“看清”周围的环境，帮助决策自主运行。激光雷达技术和市场正在迅速发展，全球已经有上百家主要3D激光雷达厂商。每家都声称优于竞争型技术，提供了独一无二的下一代产品。

事实上，激光雷达系统中的每个组件都有多种技术可供选择。使这个领域呈现百家争鸣的现状。通常激光雷达可以分为两大类：机械式激光雷达和固态激光雷达。机械式激光雷达采用机械旋转部件作为光束扫描的实现方式，可以实现大角度扫描，但是装配困难、扫描频率低。固态激光雷达，目前的实现方式有微机电系统（micro-electro-mechanical system，MEMS）、面阵闪光（Flash）技术和光学相控阵（optical phased array，OPA）技术。

IDTechEx总结了每家激光雷达开发商和用户都需要做出技术选择的四个重要维度：测量原理、光源、光束操纵以及光电探测器。其中，光束操纵是最复杂、最关键的技术维度。





这些技术选择对未来激光雷达的性能、价格和可扩展性都会产生巨大影响。目前激光雷达市场百家争鸣的现状不会持续很久，某些技术或厂商终将在这场军备竞赛中胜出，从而逐渐引领市场占据主导地位。截至2019年8月，面向自动驾驶汽车市场的3D激光雷达创新厂商已经获得了19亿美元投资用于产品开发。

在这种百家争鸣格局下，当然不乏入局者。

近日，德国汽车零部件供应商博世表示目前已经开发出了一种新的激光雷达，能够降低自动驾驶汽车的开发成本。博世方面表示，这款激光雷达可以跟博世公司产的摄像头和雷达结合使用，在高速公路路况和城市路况下都可以使用，该产品将会在下周的拉斯维加斯国际消费电子展上展出。

目前还没有关于所使用的激光类型的信息，但由于博世声称“远程”，这更可能是一个1550nm激光。激光雷达传感器最常用的激光是威力登等公司使用的905 nm激光器，以及Aeye、Innoviz和Luminar等公司使用的1550 nm激光器。905nm激光器成本较低，但可能会造成眼睛损伤，因此功率输出和范围必须有限。1550nm激光是所谓的能够保护眼睛安全，使他们能够使用更高的输出。

索尼公司也正在开发一种硅基视觉传感器自主车辆以进入下一个大的电子市场——汽车市场。索尼公司有很多视觉处理方面的经验，他们希望能够做出价格更低的产品。

目前，L3、L4级自动驾驶汽车应用激光雷达的比例很高，预计到2030年，Level 3级以上自动驾驶汽车应用的3D激光雷达的全球市场规模将增长至54亿美元，而MEMS激光雷达将成为最大的细分市场。





作为一个车载部件，激光雷达既要保持一个亲民的价格，又要实现车规级，这就决定了未来激光雷达的向小体积、轻重量、集成化程度高方向发展。除此之外，还要实现系统结构简单化、系统性能多功能化；作用距离更远、分辨率更高、信噪比更高、视场角更大；成像速度更快，实时成像质量更高；提高系统能量利用效率，减少探测器阵列规模，提高探测器灵敏度，降低系统成本；提高系统稳定性及更复杂环境的适应性；提高雷达系统的隐蔽性和保密性；激光雷达的网络化和智能化，提高对目标的探测、追踪、识别和定位的准确性等。



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