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中国企业有望在全固态激光雷达领域实现突破

导读: 记者采访了解到,作为自动驾驶必不可少的感知系统,激光雷达的研发、测试正在成为热点,而代表激光雷达未来发展方向的全固态激光雷达则有望助力中国企业在此领域实现突破。

有人将2018年称为自动驾驶商业化元年,我国在此领域的进展更是令人关注。4月12日,工信部、公安部、交通运输部三部委印发《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》。就在这项路测规范发布一个月前,上海发布《上海市智能网联汽车道路测试管理办法(试行)》,并向两家企业发放了路测号牌。这是中国第一批智能网联汽车开放道路测试号牌。截至目前,国内已有5个城市公布了自动驾驶道路测试的相关政策。路测政策上的“破冰”必将大大激发行业信心,加快商业化步伐。

要想自动驾驶车辆实现理想中的自动、安全驾驶,拥有一套灵敏、精确的感知系统是前提。记者采访了解到,作为自动驾驶必不可少的感知系统,激光雷达的研发、测试正在成为热点,而代表激光雷达未来发展方向的全固态激光雷达则有望助力中国企业在此领域实现突破。

未来的发展方向

按照自动驾驶L1—L5的等级划分,L3及以下属辅助驾驶或低级别自动驾驶,L4、L5才算得上高级别自动驾驶。目前的自动驾驶都处于L3以下阶段,而可以运用在自动驾驶的感知系统共有3种:微波雷达、视频感知和激光雷达。

中国科学院光电技术研究所研究员刘博主要从事激光雷达遥感探测方向的研究,他认为以上3种感知系统对自动驾驶来说各有优劣。微波雷达又称毫米波雷达,其优势是探测不受天气影响,成本较低。不足是分辨率不高,不能分辨事物的细节,对非导体障碍物的响应弱;视频感知就是摄像头,分辨率比较高,细节信息丰富,但其成像是平面的二维图像,即使采用双目视觉,在较远处距离误差也比较大;激光雷达被业内广泛看好,是实现高级别自动驾驶的主要感知系统。其优势是距离分辨率高、准确度高,不足是其性能受雾霾等恶劣天气影响,而且成本较高。“分辨率越高的激光雷达传回给决策系统的数据就越多。在车辆高速行驶过程中,激光雷达扫描获得的数据量非常大,这也对自动驾驶决策系统的处理能力提出了不小的挑战。”因此,刘博认为,未来能够实现量产的自动驾驶车辆,不会是只采用某种单一技术,而应该是发挥几种技术各自优势后的多传感器融合运用。

刘博介绍,从技术原理看,用于自动驾驶的激光雷达主要有两种类型:第一种是机械扫面雷达,多束激光并排绕轴旋转360o,每束激光扫描一个平面;第二种是全固态激光雷达,这种技术并不是常用的机械扫描方式,不像第一种技术会产生机械运动,被认为是激光雷达未来的发展方向。

国内研发蓬勃兴起

“激光雷达最早起源于国外,有的国外企业研发历史已有几十年。虽然激光雷达用于自动驾驶是近几年的事情,但国外历史悠久的企业已经抢占先机,现在很多车企也使用了国外企业的产品。但随着中国这几年对新能源汽车、智能制造的重视,国内也有很多企业开始聚焦激光雷达,目前较为成熟的是机械扫描雷达,但全固态激光雷达的研发也蓬勃兴起。”刘博介绍。

北科天绘是一家位于北京海淀区的高新技术企业,拥有18年的激光雷达技术积累。2015年,北科天绘启动智能车和智能机器人导航激光雷达的研制工作,正式进军汽车产业。总经理助理张寒青介绍,北科天绘采用完全自主研发的芯片和半导体工艺,比传统装配工艺更简洁高效,所以也是我国唯一实现高端激光雷达装备自主研发和量产的高新技术企业。据介绍,今年3月,北科天绘两款产品获得美国FDA颁发的雷达辐射安全证书,获准进入美国市场销售。

虽然已经在机械扫描雷达领域取得了很好成绩,但张寒青认为北科天绘未来发展的战略重点是全固态激光雷达。“我们的全固态激光雷达的研制采用3D-Flash技术路径,今年会发布自己的全固态激光雷达产品。”

北京饮冰科技有限公司是一家初创企业,主要致力于激光传感器在自动驾驶及智能交通领域的相关应用。总经理姜波介绍,目前在世界上,激光雷达用于自动驾驶还处于研发、测试阶段,离用于量产车辆还有差距。“除了对雷达产品超高的质量可靠性要求带来的技术难度以外,价格是很难逾越的‘拦路虎’。国外64线激光雷达的售价高达7万美元,比一辆车的售价还贵。”姜波分析,激光雷达对整个产业链的生产要求很高,繁琐复杂的工艺使其成本很难降下来。“饮冰科技主要研发的是全固态激光雷达,我们相信,这会是中国企业的一个机会,希望能在这个点上实现弯道超车。”

为了避免自动驾驶走上缺芯的老路,姜波坦言,从一开始他们就致力于从最基本的芯片研发开始,选择的上游产品也都是中国企业。“中国缺芯之痛不能在自动驾驶行业重演,我们要把核心技术真正牢牢掌握在自己手里。”

整个产业链的发展还有差距

刘博介绍,激光雷达主要由激光光源、探测器和信息处理器三部分构成。光源部分的核心部件是主要是激光二极管,据他所知,国内企业采用的激光二极管大都来自国外的企业。“国内目前还没有企业能做出达到激光雷达使用要求的激光二极管。”探测器部分的核心部件是雪崩二极管。“这部分的情况比激光二极管的情况好一些。虽然国外产品在性能上更胜一筹,但国内也有一些企业在奋起直追,取得了很大进展。”

来源:中国质量报

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