FMCW激光雷达量产进展加速，会改变现有市场格局吗
来源:电子发烧友网发布时间:2023-02-081214浏览
询问 AI电子发烧友网报道（文/梁浩斌）众所周知，目前市面上的无论是车载还是机器人用激光雷达基本上都是ToF测距。ToF测距激光雷达的原理是通过直接测量发射激光束和回波信号的时间差，来测量与被测物体的距离。这种测距方式的优势是响应速度快，精度也高，类似于无数个激光测距仪集成到一个模块里，最终经过不同的扫描方式来形成一幅具有深度信息的图像，相较而言可以更容易通过改善扫描方式来提升分辨率。另一方面，由于ToF激光雷达每次测距所需的时间较低，点频也就可以实现较高水平。当然ToF测距的模式意味着发射出的信号会有较大损耗，同时对环境光的干扰也较为敏感，为了排除干扰和提高接收灵敏度，所以需要对探测器提出了更高的要求。而随着SPAD等光电探测器的成熟，ToF激光雷达顺其自然成为了目前行业中量产的首选。FMCW即调频连续波，这种测距方式其实在过往的毫米波雷达等领域中已经被广泛应用。它的测距原理是通过发射连续变化频率的激光束，通过分光器将一部分光作为参考光，另一部分光发射出去后，再用混频探测技术测量回波信号和参考光的频率差，间接计算出与被测物体的距离。由于多普勒效应的存在，以激光雷达为参照系，使用FMCW测距时，被测物体如果正在远离激光雷达，那么反射回来的光频率就会降低；反之反射回来的光频率就会变高。根据这种变化的规律，还可以计算出被测物体当时的速度信息。这就是FMCW测距的原理。与此同时，相比于ToF，FMCW具备抗干扰能力更强、理论探测距离更长、所需的发射功率较低、探测器灵敏度要求较低、芯片化程度更高等优势。目前海外在FMCW技术上走得较快，Aeva、Mobileye 、Aurora等都是该赛道上的领先者。其中Aeva去年宣布交付了首批Aeries II 4D激光雷达，并表示这是公司走向大规模量产的重要里程碑。尽管还未实现大规模量产，但似乎Aeva也是市面上最早小批量生产采用FMCW测距技术的激光雷达的厂商了。Aeva表示Aeries II采用独特的FMCW激光雷达芯片技术，无需任何光纤组件，并将所有关键传感组件（包括发射器、光学元件和接收器）集成在一个紧凑模块中的硅光子芯片上。这使得FMCW激光雷达更容易实现规模化量产，体积更小。据Aeva介绍，Aeries II除了可以提供精确的3D位置传感，还可以以cm/s的精度直接测量每个点的速度，同时提供包括每秒400万个原始点分辨率，最大视场120°×30°，以及长达500米的最大探测范围。从视场角和探测距离来看，都要超越目前已量产的其他激光雷达。按照规划，Aeva会在2024年开始量产新一代FMCW激光雷达，而对比目前全球范围内其他在FMCW激光雷达领域上投入的公司，Aeva的量产进度可能要早2-3年。国内的主要玩家有光勺科技、洛微科技等等。洛微在2021年9月发布了第二代硅光FMCW SoC和OPA激光雷达芯片，但目前为止没有透露更多新的动向，也未知量产时间。但在今年1月的CES 2023上，Aeva展示了与自动驾驶公司Plus合作，集成了Aeries II 4D激光雷达的下一代PlusDrive自动驾驶解决方案设计，应用该套方案的自动驾驶卡车也同时亮相。这意味着，此前Aeva小规模生产的样机可能已经完成了终端应用的验证，证明了FMCW激光雷达在自动驾驶应用上的优势。当然，此前国内另外几家激光雷达龙头，速腾聚创、禾赛等厂商在此前没有对外公布研发进展和方向的前提下，突然推出了Flash补盲激光雷达，并且在核心芯片上实现高度自研，这也表明头部厂商对于技术预研以及技术储备上都可能有不少的投入。目前来看，ToF作为较为成熟的技术，还将会在未来较长一段时间里仍是车载激光雷达的主流。可以预见的是，技术路线上百花齐放，针对不同应用选择不同的激光雷达技术路线，会是未来行业的主旋律。当然，最终激光雷达哪种形式会成为最终赢家，还要看谁能大规模量产，且足够便宜，否则技术先进性将无法转变为优势。
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