汽车行业2022年投资策略：“智能驾驭电动未来”加速发展-211108（65页）.pdf

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1、四大系统组成激光雷达，准确绘制 3D 环境地图。激光雷达是激光探测及测距系统的简称，是一种集激光、全球定位系统和惯性测量设备三种技术于一身的系统，用于获得数据并生成精确的 DEM(数字高程模型)。激光雷达主要由发射系统、接收系统、扫描系统、信息处理四大部分组成，这四个系统相辅相成，形成传感闭环。激光光束可以准确测量视场中物体轮廓边沿与设备间的相对距离，这些轮廓信息组成所谓的点云并绘制出 3D 环境地图，精度可达到厘米级别。显性参数八个技术指标，用于评价激光雷达性能。激光雷达产品可以从显性参数、实测性能表现及隐性指标等方面进行评估和比较。显性参数指列示在产品参数表中的信息，主要包含测远能力、点频

2、、角分辨率、视场角范围、测距精准度、功耗、集成度(体积及重量)等。实测性能表现指在实际使用激光雷达的过程中所关注的探测性能，如实际探测距离、车辆及行人在不同距离下的点云密度，这些信息决定了无人驾驶汽车和服务型机器人对周围环境的有效感知距离。隐性指标包含激光雷达产品的可靠性、安全性、使用寿命、成本控制、可量产性等，这些指标难以量化，缺乏公开信息，只能通过产品是否应用于行业领先企业的测试车队或量产项目中得以体现。激光雷达正从机械旋转式到混合固态，再到纯固态方向演进。激光雷达按照技术架构可以分为整体旋转的机械式激光雷达、收发模块静止的半固态激光雷达以及固态式激光雷达。其中，半固态式激光雷达包括微振镜

3、方案(MEMS)、转镜方案等，固态式激光雷达包括相控阵 OPA 方案、Flash 方案、电子扫描方案等。机械旋转式激光雷达发展较早，可对周围环境进行 360的水平视场扫描。机械旋转式激光雷达目前技术比较成熟，但系统结构十分复杂，体积庞大且各核心组件价格很昂贵，其次最大的门槛在于很难达到车规级要求，同时由于其内部构造非常精密复杂，极大增加了调试、装备等各道工序的难度，完全自动化生产存在巨大挑战，良品率同样是痛点。技术发展的创新点体现在系统通道数目的增加、测距范围的拓展、空间角度分辨率的提高、系统集成度与可靠性的提升等。半固态激光雷达中微振镜方案技术成熟，适用于量产大规模应用。其中转镜方案的收发模

4、块保持不动，电机在带动转镜运动的过程中将光束反射至空间的一定范围，从而实现扫描探测，转镜是较为成熟的激光雷达技术方案，其技术创新体现之处与高线数机械式方案类似;微振镜方案(MEMS)采用高速振动的二维振镜实现对空间一定范围的扫描测量，微镜振动幅度很小，频率高，成本低，技术成熟，适用于量产大规模应用。技术创新体现在开发口径更大、频率更高、可靠性更好振镜，以适用于激光雷达的技术方案。固态激光雷达易通过车规，是未来发展趋势。固态激光雷达的特点是不再包含任何机械运动部件，具体包括相控阵OPA 方案、Flash 方案、电子扫描方案等，适用于实现部分视场角(如前向)的探测。固态激光雷达具有小尺寸、低成本、

5、低功耗、可靠性高、坚固耐用、适应性强等优势，被认为是自动驾驶车规级的雷达传感器。Flash 激光雷达全固态、发射端方案成熟，易于通过车规级检验，虽然稳定性和成本相对较好，但主要问题在于探测距离较近，基于3D Flash 技术的固态激光雷达在技术的可靠性方面还存在问题。光学相控阵 OPA 可以集成在一块芯片上，尺寸小、质量轻、装配时间可控、灵活性好、功耗低，这些优势使得光学相控阵在激光雷达领域有着极大的吸引力。雷达精度可以做到毫米级，且顺应了未来激光雷达固态化、小型化以及低成本化的趋势，但受到芯片成熟度不足、易形成旁瓣、影响光束作用距离和角分辨率、生产难度高等各种问题的牵制，离落地还有一段较长的路要走。