天津高质量混合固态激光雷达能量产承诺守信「北京北醒」

混合固态激光雷达

李远指出，混合固态激光雷达在现阶段爆发，除了由自动驾驶的驾驶技术形势所决定，也源自汽车发展阶段的加速孵化。主要体现在三大层面：对于高速自动驾驶的性能要求、对于乘用车的稳定性和安全性的要求以及对于乘用车的成本要求。在他看来，未来十年我们会经历从以手机和笔记本电脑为代表的被移动时代到以自动驾驶为代表的完全自主移动时代的转变，而自动驾驶就是通过激光雷达这种传感器促成其解放人力，超越人力极限。据百度李彦宏在2021世界人工智能大会上公布的数据来看，15%的通行效率的提升，可以转化为2.4%的 GDP 的增长，这样的增长是不可小觑的。

关于车载混合固态激光雷达面临的未来形势，李远肯定地表示：“我们很清楚的意识到北醒汽车客户群体的核心需求，全天候更远距离准确的感应能力，符合车规但是也要适应乘用车售价。这些客户来自三大群体，分别是造车新势力、L4以上无人驾驶方案商、传统车厂。”

固态激光雷达的优劣

①其结构简单，尺寸小，无需旋转部件，在结构和尺寸上可以大大压缩，提高使用寿命并使其成本降低。

②扫描精度高，光学相控阵的扫描精度取决于控制电信号的精度，可以达到千分之一度量级以上。

③可控性好，在允许的角度范围内可以做到任意指向，可以在***区域进行高密度的扫描。

④扫描速度快，光学相控阵的扫描速度取决于所用材料的电子学特性，一般都可以达到 MHz 量级。

固态激光雷达

①扫描角有限，固态意味着激光雷达不能进行 360 度旋转，只能探测前方。因此要实现扫描，需在不同方向布置多个(至少前后两个)固态激光雷达。

②旁瓣问题，光栅衍射除了***明纹外还会形成其他明纹，这一问题会让激光在大功率方向以外形成旁瓣，分散激光的能量。

③加工难度高，光学相控阵要求阵列单元尺寸必须不大于半个波长，一般目前激光雷达的工作波长均在 1 微米左右，故阵列单元的尺寸必须不大于 500nm。而且阵列密度越高，能量也越集中，这都提高了对加工精度的要求，需要一定的技术突破。

④接收面大、信噪比差：传统机械雷达只需要很小的接收窗口，但固态激光雷达却需要一整个接收面，因此会引入较多的环境光噪声，增加了扫描解析的难度。

机械式激光雷达

机械式激光雷达存在精密装配困难、系统庞大等缺点，目前价格仍然居高不下。为了突破这一缺陷，研究者们提出了诸多的解决方案。20世纪90年始出现Flash 3D成像激光雷达，也出现了通过液晶实现的光学相控阵结构，21世纪初出现了MEMS类型的激光雷达组件，迄今各种方案竞相追逐，不断发展。MEMS器件作为机械式向固态LiDAR过渡的解决方案，具有一定程度的小型化、响应速度较快的特点，且MEMS功能性结构能够忍受热压，因此可以承受相对较高的激光能量，但是由于MEMS结构单元尺寸较大，存在机械振动、旋转，受环境因素影响较大。针对全固态激光雷达发展需求，Flash激光雷达可对目标一次照射成像，成像质量终取决于面阵探测器的性能，但是数据庞大，一次成像速度较慢。液晶光学相控阵器件在空间光调制器领域商业化应用成熟，具有全固态、便宜、可大面积制作等特点，但是响应速度较慢、光束可偏转角度较小。数十年来，集成光波导相控阵芯片作为全固态、小型化LiDAR有潜力的解决方案得到了广泛的研究，硅基光学相控阵激光雷达具有CMOS兼容的特点，价格便宜，但是热光效应的扫描速度仍有待提升，可以采用硅基等离子体色散效应的相位调制器来满足更高速的应用需求。