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激光雷达Lidar底层原理技术详解

激光雷达 LiDAR 概述
激光雷达Lidar 是Light detection and ranging的简称,即“激光探测和测距”,其工作模式同样是 发射-反射-接收-计算,当然各个环节上同Ra几年前第一次听到 “激光雷达” 的概念时候,我的第一印象并非极富科技感的3D点云,而是想起小时候被人用激光电棒晃眼睛的恐惧,进而联想到汽车顶着一个大号激光电筒把我晃瞎的情形。事实上,车用LiDAR的激光波长属于处于人眼看不到的红外线波段。(但这也不代表红外线对人类眼睛无害,尤其是接近可见光的905nm激光,需要对其功率做出限制)
*注:对于激光雷达的介绍,太多文章互相抄来抄去,而对于底层的原理分析并不够深。并且总是从投资者的角度出发,过多关注企业的经营状况和投资意见。而作为自动驾驶的技术相关人员,追踪厂家的产销情况是没有多少意义的,这些信息总会随着时间流逝而不断变化。我们只需要知道当前激光雷达工作的最基本的原理:
1)原子的受激辐射原理;(根本的物理学原理)
2)EEL、VSCEL、光纤激光器的原理;(激光发生器件的基础原理)
3)PD、APD、SPAD、SiPM原理;(激光接受器件的基础原理)
4)ToF、FMCW的测距原理;(激光测距的原理)
5)机械式、棱镜、转镜、MEMS、OPA相控阵、FLASH;(让激光转动起来,完成扫描的原理)
所谓市面上的激光雷达,无非就是以上技术原理的排列组合而已。熟悉于原理才能一眼看透背后的本质,后面也就不会迷失在一些报告的胡吹乱侃中。
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激光雷达的可行技术路线
LiDAR的基础物理学原理
2.1 原子能级与自发辐射
前面提到,雷达发射的电磁波,本质上是由交变电流转化而来。而到了光波,人类目前并没有能力制造数百THz的交变电流从而产生电磁波,此时就需要借助原子来产生光波。
再次将视角切回高中,丹麦物理学家玻尔提出了原子的能级结构:即原子只能处于一系列不连续的能量状态中,而不能处于中间的状态,原子不同能量状态对应于 电子不同的运行轨道(1s 2s 2p 3s 3p 3d ......)。
当原子从一种定态跃迁到另一种定态时,会辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差ΔE决定,且 hv=ΔE (h为普朗克常数,v为频率)。
光子、电子轰击、外部加热等作用下,原子会从低能级跃迁到高能级(激发态),而激发态原子又会自发的向更稳定的低能级跃迁,此时能量会以光子的形式发射出来。在此过程中,不同原子产生的自发辐射光在频率、相位、偏振方向及传播方向都有一定的任意性,我们称之为自发辐射(spontaneous emission)。
这其实就是我们日常生活中白炽灯、节能灯管、LED灯的发光原理。例如节能灯管就是电子轰击汞原子,汞原子产生紫外线,紫外线照射荧光物质最终产生可见光。
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汞原子能级
2.2 受激辐射与激光
还另一种更有规律的辐射方式:受激辐射(Stimulated emission)。当激发态原子处在外来电磁辐射场的作用下,而这个外来光子的能量恰好又是原子两能级的能量差。这个时候,会引起类似“雪崩”的效应,众多激发态原子发出的光子的频率、相位、传播方向、偏振状态与外来光子完全相同。
此理论由爱因斯坦在1917年在《关于辐射的量子理论》中发表。
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激光就是 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (受激辐射光扩大)的简称。而后受激辐射会经过一个谐振腔。基础的谐振腔由两片平行的反射镜构成,一片为全反射,另一片部分反射。那么,其结果是:方向不沿轴线的激光会被滤除,而沿轴线的激光则会被加强。向外输出的就是 波长一致、方向一致、波束极窄的光——激光。
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谐振腔原理
这种一致性是极其宝贵和罕见的,普通雷达天线发射的电磁波无论如何都做不到在方向上的高度一致。而激光具备的方向性和波束宽度,使激光雷达的角分辨率可以暴打其他传感方式。
2.3 激光器件的种类
至于车用激光器的种类,大概有以下三种:
1)边缘发射激光器(Edge Emitting Laser,EEL ):
发射功率较大,可探测距离远,光斑呈"纺锤状"。
2)垂直腔表面发射激光器(Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL ):发射光束窄且圆,易于实现芯片上的大规模阵列,这一特性十分重要。缺点:当前器件功率略低,探测距离短。单轴转镜雷达以及Flash激光雷达都会采用VCSEL,这将会是未来的主要方向。
比如,Iphone搭载了VCSEL激光雷达,Face ID即基于激光雷达的人脸扫描识别。2022新上市的禾赛AT128同样采用了128个集成的VCSEL激光器。
3)光纤激光器
EEL vs VCSEL
905nm激光与1550nm激光
激光的波长很大程度上与激光器自身的物理性质相关(还与环境温度等参数相关)。比如,硅激光器中心频率为905nm,磷化铟激光器中心频率为1550nm。
显然,相对于905nm激光,波长更长的1550nm激光的绕行能力好那么一点,对空气中的尘埃颗粒有一定克制作用。远离了可见光范围,其激光器的功率也能做的更大一些,探测距离也相对更长,可达到500m。1550nm激光雷达是一个大的趋势,不过磷化铟激光器和砷化镓APD也比硅激光器更贵些,不过这并不是什么大问题。
水对于1550nm激光的吸收作用非常强,对人眼伤害小也是因为在到达视网膜前被眼球中的水分吸收了。因此雨天里1550nm的激光雷达受影响较大。
2.4 激光接收器件原理
光电二极管
那么问题又来了:激光又应该如何感知呢?前面提到Radar的接收器利用了天线的互逆性质,将电磁波转化为同频率的交变电流信号。然而,该方法对激光是无法实现的。我们需要新的方法转换激光信息:光电效应。
在高于某特定频率的电磁波(该频率称为极限频率Threshold frequency)照射下,某些物质内部的电子吸收能量后逸出而形成电流,即光生电。
光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现,而正确的解释由爱因斯坦提出,闭环了属于是,爱因斯坦也因此于1922年获得诺贝尔奖。
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又是我!
光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大,以便接收入射光。光电二极管是在反向电压作用下工作的,有光照时,反向电流迅速增大到几十微安,称为光电流。光的强度越大,反向电流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化,这就可以把光信号转换成电信号,成为光电传感器件。
其响应度可以定义为给定波长下,产生的光电流 I 和入射光功率 P 之比: R(λ)=IPDP (26)对入射功率的线性响应,可以为后续的AMCW测距提供良好保障。
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硅光电二极管
具体到激光雷达,一般采用的器件是雪崩光电二极管(APD)、单光子雪崩二极管(SPAD)、硅光电倍增管(SiPM),器件具体的原理参考WIKIPEDIA,本文不做详细阐述。
激光的混频与干涉
光电二极管能够探测到的信息有:激光的有/ 无,强/ 弱。如需测量激光的频率和相位等信息,则需要激光干涉仪以或者光谱仪。这在激光雷达上是不现实的。因此,实际上FMCW激光雷达会采用间接测量的方式,通过入射-接收激光混频的方式的到频率、相位信息。
车用激光雷达需求
在自动驾驶行业,车载激光雷达的应用场景主要是自动驾驶开发验证、Robotaxi、高精地图采集、以及量产车型的感知模块。其中,尤以量产项目能够带来大量的订单,为厂商创造大量利润。而量产车型的激光雷达,其要求同样也是最为苛刻的:汽车作为“用户”,到底想要什么样的激光雷达:
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激光雷达的需求
可见,激光雷达需求的维度是比较高的,事实上同时达成这些需求也非常困难。但只有带着这些需求,去讨论现有的LiDAR的方案,这样才不会迷失在“罗列各种方案的性能参数和优缺点”的陷阱中。
激光雷达的测距方案
激光雷达的方案分为两种:“测距方案”与“扫描方案”,两者有一定的关联性,但却是不同的概念,不能混淆。因此分开讨论。
4.1 TOF测距法:时间测量
飞行时间(Time of Flight,TOF)的原理与前面讲到的脉冲式雷达测距方法一样,激光发射脉冲后,部分光线原路返回,并被接收器收到,通过计算发射到接收的时间差 τ 即可获得目标距离:R=c⋅τ/2对于上面的7项需求,基本能够满足。难点在于,需要实现ps级别( 1ps=10−12s )的精准时间测量电路,以及脉宽极窄的激光发射电路(ns级别)。这限制了TOF测距的精度,目前只能达到厘米级,但对于自动驾驶而言,已经足够了。
因此,当前几乎所有的自动驾驶激光雷达落地产品都使用脉冲法TOF测距。
4.2 三角测距:Camera传感
激光发射器发射激光,打在物体上的反射光被CMOS或CCD传感器捕获,传感器可以是线阵相机or面阵相机。采集到的光斑图像,可以利用灰度质心法可求得sub-pixel级别的分辨力。(双目视觉其实也可归结为是三角测距)
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三角测距原理:斜射式
那么以斜射式为例,由三角形的相似性质: qf=sx ,又有 sinβ=qd
可得测量距离:d=sfxsinβ (24)
三角测距优点:
1)近距离下的探测精度很高 
2)CCD传感器的成本要比TOF的雪崩光电二极管(APD)、硅光电倍增管(SiPM)要低很多,是最便宜的激光测距方案。 
但其缺点也很明显:
三角测距分辨率Δd=d1−d2=Δx⋅sfx2sinβ=Δx⋅d2sinβsf (25)。显然,随着距离d的增加,测距的分辨率成二次指数形式迅速恶化。而且,由于采用了图像传感器,在阳光正射的情况下,反射光斑会淹没在太阳光里,导致失效。
鉴于其特点,三角测距在室内近距离测距场景下比较常用,比如扫地机器人。在自动驾驶领域基本被弃用。
4.3 AMCW测距:相位测量(iToF)
AMCW即连续波强度调制(Amplitude modulated continuous wawe)。通过调整激光器的输入功率(电流),调整发射光强度,从而对发射激光的振幅进行周期性的调制。通过求解发射波与接受波之间的相位差来反推ToF,因此这种方案也被称为iToF(indirect ToF)。注意:该“相位”指的是周期性调整激光振幅的相位,也就是控制激光的交变电流的相位,而非激光本身的相位。
AMCW测距法
其距离估计为:d=ϕ2πT⋅c (25)
由于测量振幅相位比直接测量ToF更加容易,AMCW测距方式精度更高,主流的激光测距仪,其原理就是AMCW测距。显然,根据傅里叶变换原理,对激光振幅相位的采集需要一定的采样时间,其测距速度相较ToF会慢一个数量级。若用机械扫描的方式,其帧率会极慢。
恰好,AMCW测距比较方便实现固态Flash LiDAR,(为什么适合后面会讲到)。但问题又来了,AMCW由于发射连续光波。其功率很大,对人眼存在很大的安全隐患,较难通过车规认证。
其实,深度相机同样广泛采用AMCW测距,其将近红外(NIR)频谱中的调制光投射到场景中,并记录光线的返回时间,生成一组深度图。
4.4 FMCW测距法
厂商:Aeva、Mobileye & Intel、Blackmore、光勺、洛微等
激光FMCW的测距原理同第二章FMCW Radar的测距原理完全相同,在此不做叙述。
其优点在于:
FMCW的精度可以达到毫米级; 
利用多普勒效应可以解算目标的速度信息; 
FMCW信噪比极高,具有极强的抗干扰能力; 
平均功率很小(比现行ToF更小),对人眼安全; 
探测距离远,可达600m; 
易与光学相控阵OPA结合,实现纯固态激光雷达(后面会叙述) 
其缺点在于:
对激光的线性调频、光学混频技术比毫米波困难许多,即便研发完成,也是成本最高的方案。 
FMCW的单次测距需要20us,点云形成速率为:50000point/ s,点云密度先天不足(方案硬伤)。相比之下,TOF仅需要不到2us即可完成测量。 
4.5 测距方案的讨论
汇总四种测距方法的特性,结果很明显,当前能通过市场考验的也只有TOF。三角测距、FMCW都存在硬伤,未来很难有大的发展。而FMCW具有很大的潜力,是当前的业界的热点。
激光雷达的扫描形式
测距方案都是针对单点的检测,只有配合扫描方法,才能实现大视角范围内的探测。LiDAR的扫描形式可以分为机械,混合固态,纯固态三种。其中:
机械:由机械旋转机构驱动激光收发器件进行旋转,从而完成对FOV的测量; 
混合固态:激光收发器件静止,通过转镜、棱镜、MEMS振镜的运动改变激光反射角度,完成对FOV扫描; 
纯固态:利用相控阵技术使激光发射方向改变完成扫描,或利用Flash技术直接探测; 
再次提醒:扫描方式 和 测距方法 完全是两种分类依据,不能混为一谈。下面也会给出每种扫描形式可配合使用的测距方法。
5.1 机械扫描:一维转台
常用测距方法:TOF
代表厂商:Velodyne、Ouster、Waymo、禾赛、速腾聚创、镭神智能、北科天绘
以Velodyne 64线激光雷达为例,其将64个激光器垂直堆叠在一起。然后使其连续旋转,完成360°的环境测量。旋转机构在机械学上可称为:“转台”。
Velodyne机械式激光雷达
因此,在自动驾驶研发、高精地图建图的过程中,对成本不敏感的采集车还是会采用性能最高的传统机械式雷达,但将其落地到量产车型就完全不现实。随着其他种类雷达的性能提升,该种雷达会逐渐式微。
5.2 半固态1:转镜式
常用测距方法:TOF
供应商:华为、速腾聚创、Luminar、大疆Livox、禾赛(几乎所有厂商都有)
该种激光雷达的激光器固定不动,利用一面可以转动的镜子反射激光,从而实现在空间的扫描。其极大的缩小了机械式的体积。转镜的控制灵活度也要比伺服转台高很多。转镜又可以分为一维转镜、二维转镜、多面转镜、以及双棱镜等多种细分路线
5.2.1 一维转镜
顾名思义,一维转镜只能在一个维度实现旋转,如果需要实现面扫描就需要并排放置多个激光器,这和纯机械式雷达有点像。不过,车规级转镜雷达要实现较小的体积,则需要芯片化的VCSEL激光器。
案例:2022.06.21上市的理想L9搭载的禾赛AT128就是一维转镜雷达(这应该也是截至2022的第一款量产一维转镜雷达)。其VSCEL激光器也是苹果同家供应商Lumentum生产。禾赛采用了三镜面的方案,200rpm的低转速即可实现10Hz的扫描速度。其153万/秒的点频也是当前最强的半固态雷达。
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理想L9
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禾赛AT128一维转镜激光雷达
5.2.2 二维转镜
对应的,二维转镜可以利用单个激光器就完成对FOV的扫描:
5.2.3 Livox双棱镜
大疆Livox的方案比较与众不同,其采用了激光通信领域的旋转双棱镜方案。电机带动双棱镜高速旋转。激光在通过第一个楔形棱镜后发生第一次偏转,通过第二个楔形棱镜后发生第二次偏转,控制两面棱镜的相对转速便可以控制激光的扫描形态。产生不同角度的折射光线,从而实现对FOV的扫描。
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Livox的棱镜方案 与 点云排布样式
2022市场化情况(目前可能有点过时,凑合看吧)
2021-2022年,是转镜式半固态激光雷达的大年,将会有大批车型搭载上市,这也是激光雷达的首次大规模的商用化落地。可预测,这会给汽车的辅助驾驶功能带来极大的提升。
2021-2022转镜激光雷达量产项目
5.3 半固态2:MEMS激光雷达
MEMS激光雷达是近年可以落地的第二个方案。其方案核心是:利用MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)技术,将“微振镜”、与传感控制电路集成在一个硅半导体芯片上。极大的缩小体积与成本。
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MEMS LiDAR的微振镜
扫描机构的柔性形变
似乎芯片上并没有旋转机构,这个反射镜是如何旋转的?实际上,转镜边缘细细的连接悬臂就是实现旋转的机构,在机械学上被称为:柔性铰链(Flexible Joint)。利用材料的弹性形变,能够在比较小的范围内输出非常精密的位移、旋转。同时还可以对驱动源的运动进行偏转、放大。
相比传统的机械结构,其优点是:响应速度极快、分辨率极高,可轻松输出纳米级分辨率的运动。
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机械学概念:柔性铰链
但这种扫描机构需要克服的缺点有以下几个:
1)其运动输出有较强的非线性; 
2)存在耦合运动(比如X轴的位移,会引起Y轴的位移); 
3)可实现的偏转角度有限,形变过度则不可回复;
4)微机械结构过分脆弱,在恶劣工况下寿命有限;
所谓“振镜”,意味着其工作在谐振频率下,这时候还需要注意其输入功率不能过大,否则会因谐振而对器件产生损伤。
精密驱动技术
如此精密的机械结构,如何驱动?显然传统的伺服电机是不可能的,需要采用微驱动方法:比如静电驱动(ES),电磁驱动(EM),电热驱动(ET)以及压电驱动(PE)四种。 
以笔者熟悉的压电陶瓷(Piezoelectric Ceramics, PZT)为例:回想一下打火机,大拇指按下去就有电流打出,这就是所谓“压电效应”;反之,给压电陶瓷两端通电之后,也会产生一个位移。这个位移的总行程不过几百微米,而分辨率则可以达到纳米级。
而压电驱动器同样存在令人恼火的非线性。以压电陶瓷为例,其运动输出不会随电压升高而线性变化。而是具有“迟滞”和“蠕变”的特性。“迟滞”的意思是:其升压曲线和降压曲线存在明显差异,甚至电压变化速率不同时候,升压曲线还会不一样。而“蠕变”的意思是,压电陶瓷的位移还会随着时间的变化而缓慢变化,即使其两端电压并没有改变。另外,外界温度、湿度、磁场、机械振动都会改变其输出特性。
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压电陶瓷的迟滞、蠕变特性
需求:精密闭环控制
除了PZT之外,其他的微驱动方式的输出非线性问题也比较严重。到微观层面,机械系统的漂移也成为一个影响运动精度的重要因素。所谓“漂移”,指的是物体会随着时间推移产生微米级的运动漂移。这在宏观的机械系统上不算什么,但在微机电系统则是必须要消除的因素。
如此一来,微动系统需要 “高实时性” “高精度” 的精密闭环控制,对于当前的技术手段倒也不难实现。因此,MEMS LiDAR的商用被推上日程。
优缺点
MEMS激光雷达量产项目案例(2022.06)
当前(2022年Q2)情况,MEMS激光雷达处于量产前夕,主要是速腾聚创的M1激光雷达,已经拿下多家OEM的采购定点。其性能参数与转镜雷达差不多。(小鹏也投资了速腾聚创)
等效线数的解释:
“等效XXX线”是常见于MEMS激光雷达和二维转镜激光雷达的一种宣传。比如我们会看到“等效300线”的宣传,这会给人一种:“比几十万的128线机械雷达线数更多” 的感觉。实际上这种说法是厂家耍的一点小聪明。
MEMS激光雷达和二维转镜激光雷达往往只有一个或者几个激光器,然后搭配二维扫描机构实现对FOV的扫描,这就相当于 “用XXX线的机械式/ 一维转镜式激光雷达扫描出来的效果一样”。
但是,受限于转镜或MEMS振镜的工作频率——实际上,目前(2022.Q2)MEMS和二维转镜式整体的点云密度/出点速度,仍然是不如高指标的传统机械雷达以及一维转镜雷达的。例如,禾赛Pandars128机械雷达在单回波模式下每秒出点345万,禾赛AT128一维转镜雷达单回波每秒出点153万。而二维转镜和MEMS的LiDAR,出点速度过百万的产品也不多。
5.4 固态激光雷达1:光学相控阵OPA——类似雷达的原理
配合测距方法:TOF,FMCW(更合适)
代表厂商:Quanergy(已倒闭),截至2022Q2,国内厂商基本都处于预研阶段。包括力策科技,洛微科技,万集科技、国科光芯、速腾(有布局)、镭神(有布局),整体产业发展是比较缓慢。
光学相控阵(Optical Phased Array)的实现原理和毫米波相控阵的实现原理一样,都是利用波的相干性改变波的方向,不再重复叙述。其存在一些工程上的难点:
1)根据相控阵原理,要求激光的阵列单元尺寸约等于半波长,这意味着发射单元的尺寸在数百纳米,对硅光芯片的加工会比较困难。 
2)Quanergy采用OPA+ToF的方案,ToF方案的瞬时功率太高,可达40-50W,硅光芯片根本扛不住如此高的功率。而降低功率又使得探测距离不足,当前只能支撑100m左右的探测。 
3)同样的,在相控阵Radar研发中出现的难题,如:旁瓣效应、易受环境光干扰、信号处理算法复杂也会出现在OPA LiDAR上。 
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Quanergy 光学相控阵Lidar
OPA+FMCW:4D激光雷达
代表厂商:Mobileye(CES亮相)、洛微、Aeva
前面提到了激光FMCW测距,而恰恰连续调频波的瞬时功率很低,可以完美的配合OPA实现空间的扫描,实现所谓的4D激光雷达,是固态激光雷达的一个相对热门的方向。
5.5 固态激光雷达2:Flash——类似相机的原理
核心器件:VCSEL + SPAD
代表厂商:禾赛、速腾聚创等(基本都在搞)
可配合测距方法:ToF,AMCW
测距原理
如何形象的去理解Flash激光雷达的原理?想象你处在一个黑暗的环境下,手里举着一台照相机。当你想要拍摄照片时,相机的闪光灯打开,照亮了环境,当曝光结束后,闪光灯随之熄灭,环境再次归于黑暗——这是一种可见光的Flash(闪耀)。
而Flash LiDAR的原理类似,在其对应的905nm或1550nm波段,待探测的环境可以视为是一片黑暗(环境中的此波段红外线并不多),而Flash LiDAR配备了阵列式的发射光源以及接收部件,短时间直接发射出一大片覆盖探测区域的激光,再以高度灵敏的接收器(SPAD,单光子雪崩二极管增益极高),来完成对环境周围图像的绘制,最终生成的数据包含了深度等3D数据。
现在来解释为什么其更加适合AMCW的测距方式,AMCW本质上是通过测量反射激光的强度来确定距离的,自然地,对于CMOS工艺的芯片,这种测量是很容易实现的。不过其最大的弊端就在于忽略了“不同目标有着不同的激光反射率”这一因素,使得测量准确性大打折扣,属于先天硬伤。当然,Flash LiDAR用TOF也不是不行,这意味着对于每一个“Pixel”,都需要单独的一套计时的电路。
由于结构简单,集成度极高,Flash闪光激光雷达是目前纯固态激光雷达一种主流的技术研究方向。实际上,所谓的Flash Lidar也是深度相机方案的一种。
LeddarCore flash LiDAR
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Flash LiDAR工作原理(左:结构光模式)
从其工作原理,我们完全不难推断其最大的难点:Flash LiDAR相当于一台将照相机将闪光灯、感光元件都集成在了一块芯片上。要想看得清楚,这个“闪光灯”的功率就必须足够大,如果采用AMCW测距,这个“闪光”的时间还需要长一些——显然,一般的芯片根本扛不住这种功率。
因此,当前缺点是:
VCSEL器件可输出的功率密度低,导致其有效距离一般难以超过50米,一般作为补盲雷达使用; 
当前可实现的车规级SPAD阵列约为1W像素(民用已有30W像素),致使其分辨率较低。 
今后如何增加VCSEL输出功率,增大SPAD阵列密度,将会是Flash LiDAR需要解决的难题。
车规级的市场化
1)搭载3个Ibeo Next固态激光雷达的长城WEY摩卡车型预计在2022年量产; 
2)Ouster ES2选择牺牲扫描角度(26°×12°)换取较远的探测距离(200m),预计2024年实现批量交付。 
3)2022年11月,禾赛FT120 Flash激光雷大发布,主要用作车角补盲雷达;
4)速腾聚创紧随其后,在11月7日的Tech Day上,发布了自家的纯固态激光雷达产品E1;
5.6 激光雷达方案汇总
当下,转镜式和MEMS会落地,而长期来看,其只是过渡方案,固态的激光雷达肯定是一个发展的大趋势。
固态的方案中,OPA+FMCW以及Flash是两个有希望的方案。而学界和业界更为认可、更能吸引到投资的则是后者。极快的速度、极高的集成度、很低的成本、如今天的照相机一般易得,这都是人们对于Flash LiDAR的愿景。
但也必须客观看待激光雷达的发展,固态激光雷达都有着十分难以逾越的障碍,车规级硬件的研发又会面临较为严苛的工作环境以及测试。其开发周期必定是以年计。‍‍
疑问:
A. TOF的精确计时原理,TDC电路如何做到ps级别的计时?
B. 激光雷达的寻峰算法是什么?
D. LIDAR输出的信息编码格式是怎样的?后续应了解TCL、ROSMSG点云格式
Backups 激光雷达厂商概况
一些激光雷达的宏观市场信息,来源于厂商网站与券商研报,可保证2022年有效,这种东西不搞投资看一眼就行,没太多意义。中国市场太卷,情况每个季度都在快速变化。
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各车企2021-2022年搭载激光雷达车型
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Innoviz车载激光雷达代表产品
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禾赛科技车载激光雷达代表产品
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速腾聚创车载激光雷达代表产品
参考资料
基础原理:
波尔的原子模型(能级结构)_百度百科 (baidu.com) 
自发辐射_百度百科 (baidu.com) 
受激辐射_百度百科 (baidu.com) 
光电效应_百度百科 (baidu.com) 
雪崩光电二极管_百度百科 (baidu.com) 
LiDAR原理 & 市场情况:
深入解构车载激光雷达 (qq.com) (较深入,推荐阅读) 
走进自动驾驶传感器(一)——激光雷达 - 知乎 (zhihu.com)(一般推荐) 
MEMS振镜简介 - 程序员大本营 (pianshen.com) 
最高百亿市值!深度分析五大LiDAR公司,车载激光雷达将走向何方? - 知乎 (zhihu.com) 
中信建投-电子行业分析-激光雷达:市场处于爆发前夕,上游元器件有望优先受益-220110.pdf 
 LiDAR厂商:
AT128 - 禾赛科技 (hesaitech.com) 
览沃激光雷达 - Livox 览沃科技 (livoxtech.com) 
速腾聚创 - RoboSense(速腾聚创) - 自动驾驶激光雷达
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