專家解讀激光雷達現(xiàn)狀及未來趨勢

　　“激光雷達近兩年成為國內(nèi)激光領(lǐng)域的一個新熱詞。但是你知道嗎，目前市場上的自動駕駛類激光雷達，實際上沒有一款是在誕生之初就專為自動駕駛而設(shè)計的。而關(guān)于‘中國五年內(nèi)會改寫激光雷達格局’的說法，也是一種比較樂觀的宣傳?！?/p>本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201702/344508.htm

　　近日光電匯在了解國內(nèi)激光雷達市場及技術(shù)現(xiàn)狀時得到了這樣的答案，頗為驚訝。下面，就讓我們聽聽來自激光雷達遙感探測專家劉博研究員的具體講解和分析。

　　劉博是中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所研究員、中科院“百人計劃”、四川省“千人計劃”入選者，主要從事激光雷達遙感探測方向的研究。2016年，劉博課題組在面陣三維成像激光雷達研究方面取得突破，首次實現(xiàn)可對遠距離動態(tài)目標高分辨率三維成像，并已申請了發(fā)明專利。

　　目前激光雷達的發(fā)展情況如何?

　　劉博:從應(yīng)用來看，激光雷達的種類繁多，可用于多種形式的探測。

　　最早成熟的激光雷達技術(shù)是用于探測臭氧、二氧化硫、氣溶膠等的大氣探測激光雷達。2016年，在天宮二號和神舟11號的交匯對接中，利用激光雷達在兩個航天器對接過程中測量相對位置、角度等，保證精準對接;還有我國發(fā)射的嫦娥三號上，在降落前用來掃描下方地貌，探測障礙物，這個屬于探測地形地障類的激光雷達。

　　近幾年，隨著人工智能的發(fā)展，自動駕駛、輔助駕駛的興起，推動了激光雷達在民用領(lǐng)域中的應(yīng)用。

　　從技術(shù)原理來看，用于民用的激光雷達主要有兩種類型：

　　第一種是多束激光并排繞軸旋轉(zhuǎn)360?，每束激光掃描一個平面。早期的激光雷達為64線(即64束激光)，那時已滿足自動駕駛的需求，但因成本高達7萬美元，未被市場接受。后來為了降低成本，有公司推出了32線、16線的激光雷達。但是成本的降低帶來的是分辨率的下降，這就容易在車輛駕駛過程中檢測障礙物時產(chǎn)生盲點，帶來安全隱患。

　　第二種是固態(tài)激光雷達。這種技術(shù)以美國Quanergy Systems公司的固態(tài)激光雷達傳感器S3為首，采用相控陣掃描方式，并不是常用的機械掃描方式。它不像第一種技術(shù)會產(chǎn)生機械運動，可以大幅降低生產(chǎn)成本。但目前技術(shù)并不成熟，離產(chǎn)品市場化還有一段距離。

　　Quanergy Systems公司的固態(tài)激光雷達傳感器S3

　　有行業(yè)人士認為，中國五年內(nèi)會改寫激光雷達的格局。您怎么看?

　　劉博:這是一個比較樂觀的宣傳。激光雷達最大的優(yōu)點在于它能直接提供距離信息。平常我們看到的照片或者視頻是一個平面，這是XY二維空間，但是駕駛員最關(guān)心是距離，即Z坐標，這就屬于三維。

　　國內(nèi)已有企業(yè)正在合作研究自動駕駛激光雷達，也有一些公司推出了產(chǎn)品，但是實際應(yīng)用效果如何，目前尚未看到成效。我國用于自動駕駛的激光雷達的研究處于剛剛起步的階段。

　　自動駕駛的最大賣點在于可以把道路駕駛的事故率理論上降到零。因為自動駕駛都是由計算機控制的，如果系統(tǒng)不出現(xiàn)故障，那么他就會嚴格遵守交通規(guī)則，不會出現(xiàn)走神、酒駕等狀況。但是一旦出現(xiàn)問題，例如之前的特斯拉事件，就會對自動駕駛造成很大的打擊。

　　激光雷達的光源有三種：二氧化碳激光器、半導(dǎo)體激光器和全固態(tài)激光器。您認為哪種激光器光源最有前途?

　　劉博:肯定是半導(dǎo)體激光器作為光源潛力最大。因為半導(dǎo)體激光器尺寸可以做到很小，成本比較低，符合作為汽車配置的需求?，F(xiàn)在我們看到的安裝在無人駕駛車頂?shù)哪切┘す饫走_，例如Velodyne，最早并不是為自動駕駛而設(shè)計的，只不過自動駕駛正好用到了其中的一些功能，例如360?掃描。

　　百度無人駕駛測試車使用了Velodyne的64線激光雷達

　　我認為，真正實用化后，這些都應(yīng)該集成到汽車的內(nèi)部，例如集成到車燈的位置，半導(dǎo)體激光器恰巧可以滿足這一條件。我相信最終成熟的樣式也一定是這樣的。

　　我國的激光雷達產(chǎn)品與國外差距有多大?

　　劉博:從技術(shù)上來說，我國民用激光雷達與國外技術(shù)相比并沒有太多差距。差距可能是在產(chǎn)業(yè)化和研發(fā)等方面，或者說別人早走了一段時間，而我國剛剛開始做。

　　我曾與國內(nèi)很多專家聊過。嚴格來說，現(xiàn)在市場上的激光雷達沒有一款是在誕生之初就專為自動駕駛優(yōu)化設(shè)計的。國內(nèi)很多激光雷達廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品外形和性能都是模仿美國Velodyne公司產(chǎn)品的設(shè)計。然而Velodyne公司早期主營音響業(yè)務(wù)，后技術(shù)升級，才開發(fā)了激光雷達技術(shù)LiDAR并名聲大噪。但是它有些指標超出了普通汽車的要求，帶來了高成本，而有些必需的指標又沒有達到。

　　其實，我現(xiàn)在課題組正在做的工作之一就是從實際應(yīng)用出發(fā)設(shè)計激光雷達系統(tǒng)。從2016年開始我們正在從事這個方向的研究，并與最終用戶和一些車主進行了廣泛溝通，了解他們的需求。我們希望推出一款純粹為了自動駕駛而優(yōu)化設(shè)計的激光雷達。這樣的話能節(jié)省的地方盡量節(jié)省，降低成本，不能節(jié)省的地方，提高指標，提升安全性。

　　激光雷達技術(shù)推廣到民用階段還需要多久的時間?

　　劉博:應(yīng)該用不了太久。根據(jù)“2016中國汽車工程學(xué)會年會”正式公開的節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖的規(guī)劃，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的市占率將實現(xiàn)2020年駕駛輔助與部分自動駕駛市占率50%，2025年高度自動駕駛市占率15%，2030年完全自動駕駛市占率10%。我認為，5年內(nèi)市場上會推出各種各樣針對自動駕駛的激光雷達產(chǎn)品。

　　您認為激光雷達的市場前景如何?

　　劉博:激光雷達的市場非常大，而且很多同仁都在從事該領(lǐng)域的研究和開發(fā)。其實激光雷達最大的市場并不是自動駕駛領(lǐng)域，而是用在服務(wù)類機器人的機器視覺上。無人機、服務(wù)類機器人，還有一些娛樂項目中進行距離傳感捕捉的，這些方面的激光雷達市場會更大。目前國內(nèi)的一些高校、科研院所以及百度、華為等大型IT公司，產(chǎn)學(xué)研企都在研究。

　　我認為最終產(chǎn)品的開發(fā)模式，還是應(yīng)遵循研發(fā)端、用戶端與市場，三方緊密結(jié)合，從最初的設(shè)計入手，這樣推出的產(chǎn)品才能平衡各方所需，發(fā)揮它的最大價值。