激光雷达产业为无人驾驶添砖加瓦

曾经贵为"天子"，如今难为"草夫"没错！曾经，激光雷达的应用可谓高大上！作为雷达和激光"孕育"的产物——激光雷达（以下简称LiDAR）起源于20世纪60年代早期，首次应用是在气象学中，国家大气研究中心用它来测量云层。但走入公众视野，则是在1971年阿波罗执行15号任务期间宇航员采用一种LiDAR设备——激光高度计来绘制月球表面图。由此，LiDAR的精准度和用处得到了证明。50多年过去，LiDAR技术从最简单的激光测距技术开始，逐步发展出激光跟踪、激光扫描成像、激光多普勒成像等技术，同时，LiDAR应用领域也逐渐拓展。此前的几十年，LiDAR在军事领域广受欢迎，作为一种能够抵抗电子战、反辐射导弹、超低空突防和隐身的高灵敏雷达，可以探测和跟踪目标，获得目标方位、速度等信息，即使身价不菲，但仍不能阻挡不了各国军事部门矢志不渝地对其精益求精的追求。LiDAR作为无人驾驶的核心部件，而无人驾驶有望在未来五年内正式上路，因此汽车行业是LiDAR市场增长的主要贡献者。Yole在其近期发布的《汽车MEMS和传感器市场及技术趋势-2017版》报告中预测，汽车LiDAR市场将在未来五年获得巨幅增长，其市场规模将从2017年的3亿美元增长至2022年的14亿美元，到2027年更是有望快速增长到44亿美元。

Yole对激光雷达、雷达以及图像传感器市场的预测或许大家还记得谷歌在2012年推出的无人驾驶汽车顶上的"全家桶"——造价高达7万美刀的LiDAR系统！Word天，这个"全家桶"价格烫手，在美国足以买部中端汽车了。

谷歌在2012年推出的无人驾驶汽车LiDAR想从高大上的应用走入寻常百姓家，在保证安全性的同时，通过技术革新走价格亲民路线是必须的！否则，消费者不会为如此高昂的功能买单。据Technavio推测，到2020年，一套LiDAR设备的价格有望将至100美元。

LiDAR设备价格预测（单位：美元）LiDAR技术流派LiDAR，全称为Light Detection and Ranging，即激光探测和测距。LiDAR的工作原理：飞行时间法（ToF），就是根据激光遇到障碍物后的折返时间，计算目标与自己的相对距离。激光光束可以准确测量视场中物体轮廓边沿与设备间的相对距离，这些轮廓信息组成所谓的点云并绘制出3D环境地图，精度可达到厘米级别。

LiDAR的工作原理：飞行时间法（ToF）LiDAR能探测的对象：白天或黑夜下的特定物体与车之间的距离，甚至连车道线和路面也是可以区分开来的。众所周知雷达技术已经在许多具有先进驾驶辅助系统（ADAS）的量产车上装配使用。但是为了进一步提高汽车的环境感测精度和运行可靠性，可以说在严苛的无人驾驶系统中，LiDAR将成为一种不可替代的传感器。

LiDAR技术为无人驾驶保驾护航LiDAR的分类方式有很多种。按线束数量的多少，LiDAR可分为单线束LiDAR与多线束LiDAR。顾名思义，单线束LiDAR扫描一次只产生一条扫描线，其所获得的数据为2D数据，因此无法区别有关目标物体的3D信息。多线束LiDAR扫描一次可产生多条扫描线，目前市场上多线束产品包括4线束、8线束、16线束、32线束、64线束等，其细分可分为2.5DLiDAR及3DLiDAR。2.5DLiDAR与3DLiDAR最大的区别在于LiDAR垂直视野的范围，前者垂直视野范围一般不超过10°，而后者可达到30°甚至40°以上。按有无机械旋转部件分类，包括机械LiDAR、混合固态LiDAR、全固态LiDAR。固态？难道LiDAR还跟水的三态一样，分固态、液态和气态不成？当然不是！如果您对硬盘的机械式、混合固态、固态早有耳闻，那么理解LiDAR的三种技术流派就没那么费力了！LiDAR的固态主要跟激光发射装置是否存在机械旋转部件有关，固态LiDAR中是没有机械旋转部件的，取而代之的是电子部件来实现发射激光束的转动。机械LiDAR通过不断旋转发射头，将速度更快、发射更准的激光束从"线"变成"面"，并在竖直方向上排布多束激光（即32或64线雷达），形成多个面，达到动态3D扫描的目的。但其有"大、重、贵"的缺点，确实让人难以接受，想必大家都不喜欢车顶上顶着偌大个"金球"吧！

图中最大个是Velodyne公司第一代机械LiDAR：HDL-64E，也是谷歌无人驾驶汽车车顶的"全家桶"在2016年1月的美国CES消费电子展上，Velodyne发布了其第一款汽车专用的3DLiDAR——混合固态超级冰球（Solid-State Hybrid Ultra Puck Auto），这款产品为32线束LiDAR，体积小巧、便于汽车安装携带，同时价格低廉，未来在大规模量产的情况下，其目标价格可降至500美元，性价比较高。所谓混合固态LiDAR，是外形上不存在可见的旋转部件，