激光雷達(LiDAR) 係自動駕駛系統入面不可或缺嘅核心感應器,佢透過發射激光束並接收反射信號,為車輛建立出周圍環境高精度嘅三維模型。佢嘅核心價值在於,能實時提供遠超攝影機嘅深度同距離資料,並且唔受光照條件影響,所以被稱為車輛嘅“深度感知之眼”。
激光雷達測距主要依靠兩種技術,佢哋喺性能同成本上各有側重:
飛行時間法(ToF,目前主流):原理好直觀,即係發射一個激光脈衝,並記錄佢撞到物體後返回嘅時間差(△t)。利用光速(c)恆定,即可計出距離 d = c·△t/2。呢種技術成熟且響應快,係目前嘅主流方案。
調頻連續波法(FMCW,未來趨勢):呢種技術發射頻率隨時間變化嘅連續激光,透過同反射光干涉來測量距離。佢嘅一大優勢係能利用多普勒效應瞬間測得物體嘅徑向速度,這對判斷行人或橫穿車輛嘅動態非常有價值,正由實驗室走向應用。
“線數”決定咗激光雷達嘅感知精度。佢指的是垂直方向上同時發射嘅獨立激光通道數量。你可以將佢理解為圖像的“解析度”——線數越高,對環境的掃描越精細,繪製的“點雲”圖像就越清晰。行業正由幾十線向千線甚至更高分辨率演進,進入所謂的“圖像級”感知時代。
激光雷達根據工作波長主要分為兩類,其性能差異顯著:
| 波長 | 核心優勢 | 主要局限 |
|---|---|---|
| 905 納米 | 可使用成熟嘅矽基探測器,成本低,方便大規模量產。 | 功率受限,探測距離通常唔超過200 米;易受強光干擾。 |
| 1550 納米 | 對人眼更安全,允許更高功率,探測距離可達300 米甚至 900 米。 | 需使用昂貴的材料(如銦鎵砷)探測器,成本較高。 |
根據掃描方式,激光雷達經歷咗從機械到固態的演變:
機械式:透過物理旋轉進行 360°掃描,技術最成熟,但成本高、體積大,難以滿足車規要求。
混合固態(半固態):如 MEMS 微振鏡方案,透過細微鏡面的震動嚟掃描,減少咗機械磨損,係目前量產車款的主流。
純固態:完全摒棄機械部件,如 Flash 或光學相控陣(OPA)技術,可靠性最高,但技術仍喺發展完善中。
儘管以特斯拉為代表嘅部分廠商堅持“純視覺”路線,但多數主流廠商同國內新勢力普遍採用“視覺 + 激光雷達”的融合方案,將激光雷達作為提升安全冗餘的“標配”。
成本快速下跌:早期機械式激光雷達價格高達70 萬元,而隨著技術發展同規模量產,成本已經進入快速下跌通道,向千元級別邁進,正由高端車款向中端市場普及。
市場格局:中國廠商(如速騰聚創、禾賽、華為、圖達通)已經成為全球激光雷達市場的主導力量,喺技術同成本上均有國際競爭力。