激光雷达|初创企业百家争鸣,谁能率先打开激光雷达赛道的千亿产业之门?( 四 )


因此,OPA方案在芯片的材料,光源的选择,整个芯片的工艺上都存在难点 。其优势则在于, 扫描速度快、易于控制视场角 。
Flash方案则类似照相机,主动发出面阵光,一次性实现全局成像 。
激光雷达|初创企业百家争鸣,谁能率先打开激光雷达赛道的千亿产业之门?
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红点创投投资人张浩与洛微科技CTO Andy提到,Flash方案有二个问题要解决: 一是同类设备干扰,二是视场角过大带来的发射光功率密度严重退化问题 。
Flash是发射的面阵光,视场角大,光返回来会有损耗,距离越长损耗越高,接收器上收到的光源就越少 。因此把整个场景点亮的时候需要发射大量的光源,让每一个接收的像素都会有足够的光源返回来,测出来你需要的信号 。
Andy认为,这会带来两个问题:一是要保证人眼安全,Flash方案的探测距离很有限;二是很难区分其他激光雷达的信号,无论是使用TOF传感器,还是单光子探测器SPAD,Flash方案做200米以上的激光雷达,挑战都很大 。
在飞芯电子CEO雷述宇看来,不论是MEMS还是OPA的光学相控阵,系统端都会变得复杂,系统复杂就会降低可靠性,成本也更高 。
MEMS本身就是微机械的方式,在车辆行驶的过程中机械震动是否会带来共振?如何保证可靠性?OPA需要有激光芯片、阵列芯片,两个芯片需要做光纤耦合,光纤的成本和效率如何?OPA+FMCW的读出电路非常复杂,如何优化?
在他看来,全固态Flash系统发射面阵光,一次性成像,系统简洁,可靠性更高,更易达到车规标准 。
“OPA方案的技术难度确实更大,但FLash较难做出长距激光雷达,”洛微科技CTO Andy提到,长远来看,OPA或将成为主流 。
张浩与他看法一致,OPA路径在可量产性、可靠性、成本方面具备优势,会成为未来的主流,只是技术的突破难度较大 。
因此,在实际做产品中,大家选择技术方案组合时各有考量 。
(3)TOF与FMCW,各有侧重
无论是OPA、Flash还是MEMS,目前市面上这些不同的固态激光雷达多数采用TOF方式测距,通过发送激光脉冲来测量与物体之间的距离 。
TOF(飞行时间)激光雷达系统工作在波长850和905纳米,接近可见光光谱 。因此,最大激光功率受到限制,探测距离存在瓶颈 。
TOF的技术发展多年、比较成熟,对应的激光光源成本也较低,但容易受到激光信号干扰 。
有投资人认为,TOF方案其峰值功率要几百瓦甚至上千瓦,不太适宜做芯片级设计 。“核心在于量产一致性不够好,由于探测器本身不是硅基的,若使用三五族材料,很难集成芯片,如果用多颗芯片去集成,制造成本又会提升 。”
FMCW激光雷达则是发出恒定的光流(连续波),并定期改变光的频率(调频),这使得其既可以确定物体的位置,又可以利用多普勒效应精确测量它们的速度 。
某初创企业创始人陈安表示,“FMCW(调频连续波)从物理信号层面解决运动目标识别问题,能测量出目标的速度信息,并且激光波长比毫米波小了几个数量级,不仅解决了传统激光雷达的串扰问题,也解决了探测距离和人眼安全的问题 。”
Aurora、通用Cruise、丰田等纷纷以收购、投资方式入局FMCW激光雷达,Mobileye更是宣布自研FMCW激光雷达,在陈安看来,FMCW激光雷达将成为未来无人驾驶车搭载的主流产品 。
洛微科技CTO Andy持同样看法,未来激光雷达会像摄像头一样,汽车、无人小车等都会装载,在车辆实际行驶过程中,干扰会非常严重,长远来看使用相干探测原理的FMCW几乎是唯一的选择 。

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