在特斯拉幾起安全事故之后，人們認識到了毫米波雷達和單目攝像頭在識別物體時存在的天然短板，激光雷達（LiDAR）技術路線得到無人駕駛業界的進一步確認，將在未來無人駕駛中處于關鍵核心地位。

　　汽車激光雷達市場前景

　　無人駕駛已成為未來最值得期待的汽車技術之一，世界級IT企業和汽車業巨頭幾乎抱團涌入無人駕駛市場。Google和百度在無人駕駛各自耕耘多年，蘋果造車的傳言隨時可能躍上頭條，馬斯克（Musk）當然不會錯過讓特斯拉造出超級無人駕駛車的機會，寶馬、奔馳、大眾、奧迪、沃爾沃、福特、豐田、本田、比亞迪、長安汽車等中外品牌也紛紛投入其中。

　　受無人駕駛概念近年走紅的影響，激光雷達技術被科技行業提及的次數也漸漸頻繁。激光雷達技術是無人駕駛汽車的關鍵核心技術之一，因測距精度高，方向性強，響應快，不受地面雜波影響等優勢，且能有效提供車輛決策與控制系統所需之信息，成為目前無人駕駛環境感測最有效方案。

　　據國外調研機構的分析預測，2015年全球汽車激光雷達市場規模約為6千2百萬美元，預計2020年全球市場規模將達到2.7億美元左右。2016～2020年將以34%年復合成長率增長。

　　激光雷達能否大規模運用在無人駕駛汽車，主要取決于成本和效果。如果低成本的激光雷達方案能達到汽車業界期望的效果，將極大地推動無人駕駛汽車上市進度，激光雷達滲透率會直線上升。

　　無人駕駛必備激光雷達

　　激光雷達，毫米波雷達和攝像頭是無人駕駛的三大關鍵傳感器技術，Google、Audi和百度等公司研發的無人駕駛汽車基本都采用了激光雷達。

　　激光雷達在無人駕駛的兩個核心作用：

　　1．3D建模進行環境感知。通過激光掃描可以得到汽車周圍環境的3D模型，運用相關算法比對上一幀和下一幀環境的變化可以較為容易的探測出周圍的車輛和行人。

　　2．SLAM加強定位。激光雷達另一大特性是同步建圖（SLAM），實時得到的全局地圖，通過與高精度地圖中特征物的比對，可以實現導航及加強車輛的定位精度。

　　激光雷達優點

　　激光雷達由發射系統、接收系統 、信息處理三部分組成：激光器將電脈沖變成光脈沖發射出去，光接收機再把從目標反射回來的光脈沖還原成電脈沖，最后經過一系列算法來得出目標位置（距離和角度）、運動狀態（速度、振動和姿態）和形狀，可以探測、識別、分辨和跟蹤目標。

　　1．解析度高，測距精度高，小于2公分、角度分辨率約0.09度，如此高的解析度可完整繪出物體輪廓，外加垂直偵測角度中，平均每0.4度即有一個掃描層、全周資料更新率15赫茲（Hz），車輛周圍環境將無所遁形。

　　2．抗有源干擾能力強，激光雷達的脈沖光束發射器之口徑非常小，即接收器可接收脈沖光束的區域亦非常狹窄，因此，受到其他紅外線雷達光束干擾的機會就非常小。此外，脈沖光束實質上屬紅外線波，不會受電磁波影響，因此，在一般應用環境中能干擾激光掃描儀的信號源不多，適用于高度自動化的系統。

　　3．探測性能好，對于激光掃描儀，僅有被脈沖光束照射的目標才會產生反射，且紅外線波并不像電磁波會受回波干擾等問題，對于環境的幾何形狀、障礙物材質等，均不影響激光掃描儀的偵測結果。以系統設計角度而言，因信號具高穩定性激光掃描儀的信號可信度十分高。

　　4．不受光線影響，激光掃描儀可全天候進行偵測任務，且其偵測效果不因白天或黑夜而有所影響，這也是目前無人駕駛車中許多采用的攝像頭感測器所達不到的功能。

　　5．測速范圍大，激光掃描儀可成功掃描出障礙物的相對速度高達每小時200公里之輪廓，也就是說，對于車系統，激光掃描儀并不局限在市區或低速應用情境，高速移動下的情境亦可被應用，此對車輛增加移動速度后之安全系統設計有顯著的幫助，系統應用上更具有彈性。

　　激光雷達缺點

　　1．紅外線波受天候和大氣的影響，在一般晴朗或良好氣候條件中的光衰較小，傳播距離和理想值接近；若在大雨、下雪、濃霧等非晴朗氣候條件下，紅外線波的偵測能力會大幅衰減，感測距離亦受影響。

　　2.價格高，Velodyne 64線 激光雷達的供應價格高達8萬美元，已開發出了相對便宜的32線和16線激光雷達的價格也分別3萬美元與8000美元，若要普及應用，價格是一大障礙。

　　3．龐大信息流，64線 3D激光雷達每秒產生一百三十萬筆偵測資料，解析度較低的32線激光雷達每秒產生七十萬筆偵測資料，如此快速且大量的資料是嵌入式系統難以負荷起的工作，需要專業處理器才能完整處理。

　　Velodyne 64線 激光雷達

　　國內外激光雷達廠商

　　看好激光雷達在無人駕駛汽車的應用前景，促使許多公司包括創業公司都試圖挑戰激光雷達。國外領先公司有Velodyne、Quanergy、LeddarTech、Continental等，國內有北科天繪、禾賽科技、思嵐科技、華達科捷、速騰聚創等。

　　表1：國內主流外激光雷達廠商

　　國產激光雷達機遇與挑戰

　　近幾年，在無人駕駛應用前景的召喚下，國內激光雷達企業迎來了產品爆發，北科天繪在2016年5月推出了首款16線360度導航激光雷達——R-Fans；速騰聚創（RoboSense）在10月28日也對外發布了RS-LiDAR，是一款16線激光雷達。在此之前華達科捷和禾賽科技已經研發出32線的激光雷達。

　　北科天繪16線激光雷達

　　速騰聚創（RoboSense）16線激光雷達

　　雖然目前國外公司掌握了相對成熟的技術，不過在無人駕駛市場初起階段，國內公司也有機會用一款過硬的產品進入該市場。國內企業需抓住機遇，在產品設計、識別算法、系統集成等各方面，要扎實做好功課，提高技術水平。

　　除了本身精密儀器的技術要求，將激光雷達線數增加并放至車載環境使用，國內激光雷達產業受限于技術實力也面臨不少挑戰。

　　首先，在追求探測視角和精度，并且要滿足車用小型化。線數增加后，存在核心技術難點；其次，行車實時采集信息時要求采集頻率要達到1G/s，對信號提取與處理能力，提出了更高要求；最后重點在降低成本和批量生產的穩定性。

　　總結：作為無人駕駛系統的關鍵組件，國內自主研發的激光雷達帶來了大幅度降低無人汽車入門門檻的可能。期望國內激光雷達產品在前景廣闊的無人駕駛領域走在前列。