CES-半导体技术助力固态激光传感器
如果说去年的 CES奠定了激光雷达的固态化，那么CES2018激光雷达的固态化已经成为共识并且势在必行。今年的大趋势是半导体技术正在快速助力激光雷达走向低成本化固态化。并且相关技术正在迅速接近量产，在越来越高的自动驾驶等级上得以应用。随着小星一起来看一下吧。
激光雷达固态化为什么对自动驾驶那么重要
↑安波福APTIV自动驾驶概念车在CES2018展出（来自APTIV）
首先我们以安波福APTIV (原德尔福已更名成安波福)在CES2018展出自动驾驶概念车为例。如果要实现Level5的全自动驾驶级别。全车将需要配备众多的传感器进行多传感器的融合，来高精度的感知车辆周围的状况。其中传感器种类就包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达和辅助传感器（GPS高精度定位和车车通讯天线等）。如安波福APTIV自动驾驶系统传感器架构图所示，各种激光雷达LIDAR的用量就达到了8个之多。因此全自动驾驶走向量产前提条件就是激光雷达的低成本化固态化。
↑安波福APTIV自动驾驶系统传感器架构图（来自APTIV）
半导体技术创新支持多激光雷达架构
留心的朋友一定发现了CES2018的创新奖其中就出现了Leddar Tech相关激光雷达处理芯片LCA2的身影。半导体技术正在快速助力激光雷达传感器的固态化。
与之前的自动驾驶系统传感器架构图对应，Leddar Tech提出了多固态激光雷达传感器架构。其可以提供250m长传感距离，高精度（0.25度）及宽视角（140度）的性能。可在不同等级的应用中实现主被动安全ADAS高级驾驶辅助功能、传感器融合、传感器冗余或者是全自动驾驶中360度点云图绘制功能。
↑汽车级激光雷达传感器市场方案比较（来自Leddar Tech）
据Leddar Tech的市场统计，由于汽车应用的高性能高可靠性要求，汽车级激光雷达传感器供应商并不多。主流的几大玩家包括为大家熟知的高性能激光扫描仪供应商VELODYNE。其最早进入自动驾驶汽车应用，由谷歌无人车项目得到成功应用而充分验证了其高性能。但其成本也因超过7万美金而成为自动驾驶车辆走向量产的一大障碍。而来自大陆汽车的固态快闪激光雷达方案，由于其低成本和高可靠性已经在ADAS驾驶辅助系统中得到了成功应用。比如沃尔沃车型中的城市安全City Safety自动紧急刹车功能就由该传感器实现。但其缺点也是非常明显的 ，它主要使用在基础ADAS功能中，性能无法满足自动驾驶的需求。
↑汽车级激光雷达传感器市场方案比较（来自Leddar Tech）
而新兴的两大固态激光雷达供应商就是法雷奥SCALA和QUANERGY。法雷奥SCALA与IBEO联合开发的半固态低成本激光雷达已经在奥迪A8车型中得到成功应用并走向量产。其可以支持Level3级别的自动驾驶。QUANERGY的全固态激光雷达方案则是去年CES创新奖得主。其性能可支持更高级别的自动驾驶。而需要进一步的提升集成度的话，Leddar Tech认为其基于半导体专用芯片的方案能够借助高度集成高度定制的特点更快商业化。
↑QUANERGY（上）与Leddar Tech（下）激光雷达方案比较（来自CES）
可以看到QUANERGY使用OPA的架构，通过温度控制光束的相位从而进行激光发射光束扫描。而Leddar Tech则使用半导体微机械MEMS技术，直接控制激光发射光束的角度。其集成度进一步大幅提升。
固态激光雷达推进需要业界的通力合作
固态激光雷达方案关键部件包括接收整列、发射整列和微机械MEMS扫描微镜头组。而这些关键部件都在半导体技术的帮助下高速提高集成度。
↑固态激光雷达方案关键部件（来自福特汽车）
图中来自福特汽车的例子，由上至下分别是由Hamamatsu提供的激光接收整列，由TriLumina提供的激光发射整列和由Innoluce（现已为英飞凌半导体所收购。）提供的微机械MEMS扫描微镜头组。无独有偶的他们都是用硬币来体现其集成水平。
同样来自CES，TriLumina与ADI半导体联合展示了其集成激光发射整列产品。整个样品还是只有指尖的大小，却能够发送更强的功率和更精准的脉冲。这种半导体业界的强强联合将成为大势所趋。
↑TriLumina与ADI半导体联合展示激光发射整列（来自CES）
那么这些关键组建如何组合在一起进行激光雷达信号采集呢？大家可以看看如下的视频。其中光学信号的控制和相应的采集处理就由Leddar CORE集成芯片完成。
高集成度使整车集成更简单
如上提到，全自动驾驶车型需要多达8个的激光雷达。为了造型的考虑，多个激光雷达需要能够很好的和车身进行融合。Leddar Tech就尝试了将相应的激光雷达传感器与车辆灯具相结合。由于其高集成度，激光雷达传感器可以很容易的和前灯或后灯模组融合在一起。
↑固态激光雷达传感器与前灯模组融合（来自Leddar Tech）
↑固态激光雷达传感器与后灯模组融合（来自Leddar Tech）
综上所述，多激光雷达传感器架构在全自动驾驶汽车上越来越被认同。该架构给激光雷达传感器的低成本化和固态化提出了更高的要求。因此固态激光雷达推进需要业界的通力合作。半导体业界的强强联合将成为大势所趋，并通过半导体技术快速提高激光雷达传感器的集成度。高集成度同时使得整车集成激光雷达传感器更简单，从而更容易走向量产。
从2017年7月1日起，辣笔小星启用新的转载规范
转载无需经过我同意，符合如下转载规范就好。2017年7月1日以后发布的不符合转载规范的文章，有可能会被举报删除。
在文章顶部添加
本文来自公众号： 辣笔小星
微信号 ：xingweisteven