激光雷达的前世今生（内附车载20强）

驱动未来，智能无界。中国将以智能汽车为契机，弯道超车日美德韩，去年国家11个部委已联合发布智汽车发展战略。
旭日大数据在9月4日于深圳将“智能汽车视觉感知峰会”，邀请学界和业界的资深专家发表主题演讲，围绕“智能汽车视觉感知技术与应用”等热门话题进行深度对话。
编辑  /  旭日大数据

---

除了特斯拉之外，似乎大部分自动驾驶车企都选择了激光雷达。

8月9日，激光雷达公司VelodyneLidar发布2021年第二季度财报，该季度公司实现营收1360万美元；激光雷达出货量超过3800个，固态激光雷达传感器售出250多件。截至2021年8月1日，共有34项长期合同正在执行。

旭日大数据估算，预计2023年全球搭载激光雷达的车辆或能突破30万台；到2025年全球市场规模可以达到137.8亿美元。

激光雷达技术是激光探测与测距系统的简称，通过测定传感器发出的激光在传感器与目标物体之间的传播距离，分析目标地物表面的反射能量大小、反射波谱幅度、频率和相位等信息，进行目标定位信息的精确解算，从而呈现目标物精确的三维结构信息。

从最早的测绘应用开始，到现在汽车感知系统大幅增量，激光雷达走了几十年。

70年代：始于测绘

在二战后的几十年里，美国地质调查局专注于自动化测量过程。新技术遇到了航空摄影，很快激光技术就开启了大规模测绘背后的另一个效率水平。

在上世纪70年代，激光雷达的出现，为快速成像打开了大门。远程、基于激光的传感技术使飞机能够绘制海洋、冰盖和森林的地图。

有意思的是，在阿波罗任务期间，激光扫描对于生成月球表面的3D图像非常关键。据美国宇航局称，阿波罗15至17号采用了依赖于“闪光灯泵浦红宝石激光器”的激光雷达，该方法具有每分钟 3.75次的低脉冲频率，并依靠机械部件来发挥作用。

80年代：固态技术出现

因为固态技术的出现，80年代是LiDAR技术向前迈出的关键时刻。非常肯定的是，紧凑性的提高与二极管系统的到来有关。

就二极管激光雷达而言，它的效率明显更高，寿命更长，产生的激光密度更大，分辨率更高。

第一个利用这种方法的太空激光雷达使用掺钕钇铝石榴石(YAG)激光器，并被称为火星轨道器激光高度计(MOLA)。

YAG激光器以其功率和由此产生的穿透深度而闻名，可以相对轻松地清除激光雷达源和感兴趣目标之间的障碍物。

在此期间出现的另一项技术是dye激光。脉冲dye激光雷达在更宽的波长下工作，产生的脉冲短至十飞秒（十亿分之一秒）。

还有很重要的一点，在这一期间，半导体的出现帮助激光雷达系统缩小了尺寸。

90年代：商业化落地

这一时期，由于政府机构不再垄断技术，激光雷达应用大幅度向商业化渗透。

通过将机载激光发射扫描与航拍相机相结合，飞机可以在测绘时轻松捕获3D监控数据。从表面分析的角度来看，这些数据非常有价值。

此外，激光雷达的价格在稳步下降。

随着固态变体的成熟，该技术也向前迈进了一步。虽然dye激光器以前以其脉冲速度而闻名技术，但较新的基于SoC的激光器可以产生低至5飞秒的脉冲。在一飞秒内，光只有足够的时间传播约300纳米。这个距离比有记录的最小细菌稍大。

总体而言，直到1995年左右，典型的激光雷达 系统都包含 YAG、红宝石或YLF激光器。

不过，这一时期的激光雷达解决方案复杂、繁琐、耗电大是明显的缺点，而且价格昂贵。

2021年：随汽车市场爆发

现代激光雷达更加智能，每个单元现在能够以5毫米的精度每秒捕获超过200万个数据点。即使是紧凑型装置也可以准确地将脉冲发送到1000米外，这对自动驾驶来说是非常大的帮助。

另外，LED和VCSEL二极管的传感器外形尺寸明显缩小，脉冲调制和单光子雪崩二极管（SPAD）系统兴起，擅长检测移动物体。它们还具有抗串扰功能。

激光雷达物体识别变得更好，能耗也得到了大幅削减。

而且据预测，到2025年激光雷达系统的平均价格可能会降到大约700美元/个。未来，汽车、物联网、农业、工业和林业等领域可能都会出现激光雷达的身影。

当然，让汽车行业重视激光雷达的应用，最好的广告还是马斯克的这一番言论：“车辆上的雷达方案是极其愚蠢的，任何使用激光雷达方案的人或者企业最后都将失败。

车载激光雷达20强

在汽车行业，很多车企对激光雷达异常偏爱。

原本专注于自动驾驶市场的激光雷达开始向ADAS市场渗透。据报道，许多汽车公司目前都有库存，用于2025年至2026年的新ADAS系统。

旭日大数据统计了国内外20家激光雷达企业。

其中国外13家（Velodyne、Luminar、Innoviz、Valeo、Ouster、IBEO、Veoneer、Innovusion、AEye、Waymo、Mobileye、Aptiv、BOSCH）国内7家（速腾聚创、北科天绘、华为、北醒光子、大疆、禾赛科技、镭神智能）。