主流激光雷達(dá)產(chǎn)品介紹

從市場份額來看，禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、圖達(dá)通無疑是激光雷達(dá)行業(yè)的頭部三熊，各家的主流產(chǎn)品AT128、RS-Lidar-M1和Falcon已經(jīng)得到部分主機(jī)廠管理層的認(rèn)可，本篇文章，筆者就對這三款產(chǎn)品進(jìn)行一個基本介紹。

01 禾賽科技AT128

AT128是禾賽科技在2021年8月份推出的一款混合固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品，首發(fā)車型為2022年6月上市的理想L9。其核心的性能參數(shù)如表1所示。

表1 AT128核心性能參數(shù)

AT128人如其名，有128個貨真價實的激光器，我們知道，激光器成本在激光雷達(dá)整個成本里占大頭，別人用五六個，你用一百多個，成本上如何找到最優(yōu)解呢。禾賽科技給出的解決方案是芯片化，通過半導(dǎo)體工藝將芯片陣列化，圖1藍(lán)色矩形框框起來的部分就是128個激光器的芯片陣列化方案。陣列化方案可以減少產(chǎn)線裝配時間、光路調(diào)整時間，從而提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。

圖1 AT128 激光器陣列化方案

目前半導(dǎo)體激光器有兩種，EEL和VSCEL，VSCEL激光器垂直襯底表面發(fā)光，特別適合利用半導(dǎo)體工藝實現(xiàn)大規(guī)模發(fā)光陣列。從部分自媒體的拆解報告來看，AT128里面使用的是Lumentum峰值功率為70W、波長為905nm的VCSEL激光器，型號應(yīng)該是M51-100。

但是VCSEL的缺點(diǎn)是功率密度低，比EEL低一個數(shù)量級，而在功率密度低而想提高探測距離的就只能選用效率及靈敏度更高為探測器，為此AT128里選用的是SiPM探測器。

AT128掃描模塊為轉(zhuǎn)鏡方案，因為有實實在在的128個激光器，所以只需要一維轉(zhuǎn)鏡即可，負(fù)責(zé)水平視場角掃描。

02 圖達(dá)通Falcon

Falcon是圖達(dá)通和蔚來在2021年1月NIO Day上聯(lián)合推出的一款混合固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品，首發(fā)車型為2022年3月上市的蔚來ET7，其核心的性能參數(shù)如表3所示。

表2 Falcon核心性能參數(shù)

我們先從圖達(dá)通2019年在國內(nèi)申請的一份專利《用于LIDAR系統(tǒng)的二維操縱系統(tǒng)》來整體了解一下這款激光雷達(dá)采用的技術(shù)路線。

如圖2所示，整個系統(tǒng)包含光源706，掃描光學(xué)器件712，可旋轉(zhuǎn)多面棱體702和探測器712。

圖2 專利《用于LIDAR系統(tǒng)的二維操縱系統(tǒng)》中附圖

光源和探測器數(shù)量可以是一個或多個，掃描光學(xué)器件可以是鏡式檢流計、旋轉(zhuǎn)鏡或光柵中的任意一種，主要作用是將光源發(fā)射的一個或多個光信號反射到旋轉(zhuǎn)多面棱體上。掃描光學(xué)器件采用傾斜的方式并以一定方向來掃描光源的一個或多個信號。

可旋轉(zhuǎn)多面棱體具有任意數(shù)量的反射面，可以是6/8/10/20……個?？尚D(zhuǎn)多面棱體基于驅(qū)動電機(jī)繞著軸線703旋轉(zhuǎn)，以沿著垂直于旋轉(zhuǎn)軸線方向掃描從光源遞送過來的光信號。

掃描光學(xué)器件用來負(fù)責(zé)垂直方向掃描，可旋轉(zhuǎn)多面棱體負(fù)責(zé)水平方向掃描。發(fā)射出去的光信號在708區(qū)域內(nèi)擊中對象發(fā)生散射后，返回的光信號返回到旋轉(zhuǎn)多面棱體上，反射回到掃描光學(xué)器件，并由透鏡710聚焦到探測器712上。

接下來我們就看一下部分自媒體的拆解分析。

從實物拆解來看，F(xiàn)alcon光源部分采用了一個1550nm的光纖激光器，這也是最遠(yuǎn)500m，10%反射率下250m測距能力的基礎(chǔ)。掃描模塊采用振鏡+棱鏡的技術(shù)方案，振鏡（非MEMS微振鏡）在擺動電機(jī)的作用下負(fù)責(zé)垂直25°范圍內(nèi)的掃描，棱鏡采用的是五邊形，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的作用下負(fù)責(zé)水平120°范圍內(nèi)的掃描。

振鏡+棱鏡的組合也讓Falcon具有動態(tài)調(diào)節(jié)感興趣區(qū)域（Region of Interest，ROI）的能力，通過降低振鏡擺動電機(jī)在某一角度區(qū)間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)速度，可以讓垂直角度范圍內(nèi)掃描點(diǎn)更密集，棱鏡的轉(zhuǎn)速雖然是恒定不變的，但是通過周期性提升激光器點(diǎn)頻，也能在特定的水平視場角內(nèi)讓掃描電更密集，ROI掃描示意圖如圖3所示。

圖3 Falcon ROI掃描示意圖（來源中信證券）

通過此種調(diào)節(jié)，ROI點(diǎn)云密度可以做到非ROI點(diǎn)云密度的6倍，ROI區(qū)域的角度分辨率也可以達(dá)到0.06°x0.06°。

由于光線激光器的功率密度足夠，F(xiàn)alcon探測器選用了普通的APD探測器，這也是該省省、該花花。

03 速騰聚創(chuàng)RS-Lidar-M1

M1是速騰聚創(chuàng)2018年1月在美國CES展上推出的一款混合固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品，只不過當(dāng)時還是工程樣機(jī)階段，后經(jīng)過兩年的打磨，SOP版本于2020年1月推出，首發(fā)車型為2022年9月上市的小鵬G9。其核心的性能參數(shù)如表3所示。

表3 M1核心性能參數(shù)

2021年是M1這顆激光雷達(dá)的高光時刻，到這一年的年底，共獲得約40余款車型定點(diǎn)，成為當(dāng)時拿到車企前裝定點(diǎn)最多的激光雷達(dá)企業(yè)，后來禾賽科技AT128量產(chǎn)后，這一局面才被打破。下面筆者從民生電子拆機(jī)報告里，匯總一些M1核心零部件信息。

激光器類型為EEL，數(shù)量為6個，供應(yīng)商為歐司朗。掃描模塊為MEMS微振鏡，鏡面尺寸5mm左右，供應(yīng)商為希景科技。其掃描示意圖如圖4所示，由六個區(qū)域拼接而成。探測器類型為SiPM，供應(yīng)商為安森美。處理器為賽靈思的FPGA方案，型號為：XAZU2EG。

圖4 MI掃描示意圖（來源中信證券）

04 總結(jié)

2024年1月份的美國CES展上，禾賽科技推出了物理512線超高清超遠(yuǎn)距激光雷達(dá)AT512，速騰聚創(chuàng)發(fā)布了940nm超長距激光雷達(dá)M3，圖達(dá)通聯(lián)手Wideye推出了一種創(chuàng)新的車內(nèi)激光雷達(dá)解決方案，法雷奧祭出了性能卓越的SCALA 3，Aeva推出首款可量產(chǎn)汽車級FMCW 4D激光雷達(dá)Atlas……

激光雷達(dá)的創(chuàng)新還在路上，智駕的感知終局方案還存在變數(shù)。