大FOV、小體積，超表面激光雷達又有新進展
電子發燒友網報道（文/梁浩斌）最近隨著自動駕駛BEV感知的火熱，對于自動駕駛需不需要激光雷達的爭議重新被擺上臺面。無論如何，激光雷達行業已經踏入了快速增長期，Yole最近發布的報告顯示，2022年激光雷達在乘用車以及L4自動駕駛、Robotaxi等市場規模達到3.17億美元，同比增長高達95%。
而未來5到10年，激光雷達將進入加速放量階段，yole預計2025年和2030年全球激光雷達出貨量分別有望達到約660萬顆和7934萬顆，其中國內分別出貨292萬顆和3154萬顆左右。
目前激光雷達仍處于發展早期階段，實際上目前市面上乘用車激光雷達的技術路線都不盡相同，行業還處于多種技術共存發展的階段，并持續有新的技術誕生。
目前主流激光雷達技術方案
目前主流的激光雷達基本采用ToF測距原理，掃描方式則多種多樣，包括一維轉鏡、二維轉鏡、棱鏡、MEMS振鏡等等。另外還有Flash、FMCW、OPA、MMT等其他未量產或是較小眾的技術路線，從目前主流的技術來看，激光雷達最核心的競爭力是成本與性能之間的平衡，這些技術路線都未能滿足市場需求。
當然，隨著技術成熟度的提高，成本也會相應下降，因此未來哪種方案會成為主流仍未有定論。
而近期法國蔚藍海岸大學的一個團隊又提出了激光雷達的創新方案，可以解決以往激光雷達技術上的一些局限性，同時滿足車載激光雷達的可靠性要求。
超表面激光雷達技術
為了解決這些問題，Patrice Genevet團隊利用了超表面材料制作了一種新型激光雷達的實驗原型。超表面材料是指一種厚度小于波長的人工層狀材料，可以實現對電磁波（光也電磁波的一種）偏振、振幅、相位、極化方式、傳播模式等特性的靈活有效調控。
被稱為超快高視場脈沖超表面掃描激光雷達的實驗原型，將由聲光偏轉器（AOD）調制的激光二極管與超表面級聯，將水平和垂直方向的視場角提高到150°。另外超表面的光學特性可以不斷變化，以擴大偏轉器的狹窄視場，最后采用高靈敏度的光電探測器接收反射信號。
相比以往的激光雷達，這種新型激光雷達在掃描和測距上都采用了不同的形式。從上面的描述來看，首先是掃描形式上，目前主流的激光雷達都采用機械活動式的機構，或是MEMS微振鏡，而這款新型激光雷達不需要活動部件，而是通過超表面材料的特性，來對激光進行有效控制，從而完成對環境的掃描。
在測距方式上，研究人員受到過去應用在移動通信領域的一種技術——CDMA技術（碼分多址）脈沖編碼的方法啟發，在激光雷達成像過程中利用AOD的超高掃描速度，在不影響成像畫面的前提下，還能夠在低信噪比環境下進行成像，即抗干擾能力更強。
研究團隊給出的實驗結果表明，與傳統的單脈沖激光雷達相比，采用塊碼分多址技術的激光雷達將距離模糊（當目標離雷達的距離大于脈沖重復周期所對應的最大距離時，目標回波不落在本周期內，此時測得的目標距離為非真實距離，稱為距離模糊）擴大高達35倍，達到千米級別。這意味著激光雷達獲取的圖像信噪比也會提高，在較遠距離下可以實現更好的性能。
與此同時，這種激光雷達由于沒有機械活動部件，在結構上有可能縮小至芯片級別的尺寸，所以未來有可能成為激光雷達的一種重要技術方向，
寫在最后
激光雷達行業令人興奮之處在于，現階段仍處于一個各種技術百花齊放的階段，且各種創新技術層出不窮，在未來的五到十年內，可以預見我們將會看見更多新型的激光雷達產品出現在汽車上。
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發表于 04-08 10:23
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