激光雷達是市面上爭議很大的一個傳感器，擺在最前面的一個爭議就在使用它的必要性上。

堅定的激光雷達派，以Waymo為領頭羊的L4路線目前遇到了很大的阻礙，從L2開始演進的特斯拉，雖然Autopilot進步不達預期，但是確實是鐵桿的反激光雷達派。而用上激光雷達的量產(chǎn)車型，雖然有奧迪和奔馳，但是我們并沒有看到整體的效果有太大的起色。

中國的新勢力汽車在智能化的道路上一貫是走在了世界的前列。今年，蔚來汽車的ET7，小鵬G9和理想L9車上，分別用上了具有代表性三家激光雷達企業(yè)的產(chǎn)品：圖達通（Innovusion）、速騰和禾賽，確實是值得我們觀察的。

▲圖1.激光雷達市場一直存在使用的價值問題

從激光雷達的點云分割創(chuàng)造三維立體圖像，分辨度精準度高；在讀取物體信息(包括探測距離/角度分辨率等)方面優(yōu)勢突出，且無需依賴深度算法——這是目前所有除了特斯拉以外，所有面向開發(fā)L3以上的智能輔助駕駛都會采用的解決方案。

▲圖2.不同產(chǎn)品的特性比較

Part 1

圖達通產(chǎn)品工作原理

圖達通年度媒體沙龍剛結(jié)束，正好聊聊用在蔚來汽車上的這個量產(chǎn)產(chǎn)品。

激光雷達由四個基礎組成部分：激光發(fā)射器、掃描器、接收器以及處理設備組成。

圖達通在這里的解決方案是，分別采用了 1550nm 光纖激光器、轉(zhuǎn)鏡+振鏡方案、APD 雪崩二極管以及 FPGA 處理器。轉(zhuǎn)鏡+振鏡二維掃描方案，1550nm激光發(fā)射器的采用使其激光雷達能夠以更大功率掃描更遠的范圍，可以實現(xiàn)最遠500米的探測距離，10%反射率下250米的探測距離，最高分辨率0.06°*0.06°，水平視場角達到120°。

▲圖3. 圖達通產(chǎn)品的設計

在這款產(chǎn)品中，轉(zhuǎn)鏡負責水平掃描，振鏡負責垂直掃描。激光光束從光源射出后打在振鏡上，反射到轉(zhuǎn)鏡之后到外界，再從被測物體處原路返回到接收光路中，并且被處理電路獲取。如果把多個光源呈現(xiàn)略微不同的角度，同時向振鏡發(fā)光，實現(xiàn)多線掃描。光纖是采用了一分四的方法，四路同時進行掃描。

▲圖4. 圖達通激光雷達整體結(jié)構(gòu)的分析

下圖我們看到整個光纖發(fā)射器，通過一分四的模式（1根紅色的發(fā)送，4根藍色是接收）

▲圖5. 整個工作原理

1550 路線的激光器一般只需要一個光纖激光器 ，圖達通 Talcon 采用 1分4 設計，1個激光器可同時產(chǎn)生4條光束進行掃描。光纖激光器內(nèi)包括了泵浦光源和種子光源，由于1550nm激光發(fā)射器功率比較大，從位置來看，安裝在底部借助鋁合金外殼散熱。

▲圖6. 光路收發(fā)模塊

激光雷達為頂裝，反射線從斜向上，因此棱鏡反射面為倒梯形，在這里4路返回的光纖接口對應4路APD（接收穩(wěn)定、可靠性最好）進行處理，接收光信號通過光纖傳輸給光子接收器處理成放大倍數(shù)的電信號后再傳給核心處理器。

▲圖7. 整個模塊的概覽

從系統(tǒng)成本來看，光路結(jié)構(gòu)、APD和光纖成本較高，整個電路部分的成本控制得比較好。

▲圖8. 電路結(jié)構(gòu)

Part 2

圖達通的優(yōu)勢

從應用層面來看，我覺得圍繞整個前方視野探測中，這款激光雷達屬于預警和掃盲的作用。 100米處的拋灑物都對于人眼識別來說很有挑戰(zhàn)，通過可探測到100米之外20*40cm大小的拋灑物且點云清晰（5-6個點），比如道路前方的20cm的輪胎，通過可行駛區(qū)域的點云輸出來給自動駕駛域控制器進行預警。

▲圖9. 激光雷達的價值

圖達通的激光雷達掃描采用二維掃描模式，中間高密度區(qū)域為ROI 區(qū)域，點云密度是非ROI 區(qū)域的6 倍左右。通過域控下發(fā)指令給LiDAR，ROI 區(qū)域可以在整個FOV 內(nèi)實現(xiàn)實時動態(tài)調(diào)整，在大曲率轉(zhuǎn)彎以及遠距離小目標的檢測跟蹤等方面有重要意義。

▲圖10.設計的目標和效果

小結(jié)：不管是1萬塊的激光雷達還是4000塊的激光雷達，價格是不是值，在早期不那么重要，更多是一種技術探索。從長期角度來看，在激光雷達部署以后，自動輔助駕駛在感知、規(guī)劃層面到底能做成啥樣，值得我們持續(xù)觀察。

審核編輯：郭婷