IDTechEx表示激光雷达是开启自动驾驶汽车未来的关键

随着自动驾驶汽车 (AV) 变得越来越有吸引力，激光雷达在其发展中发挥着至关重要的作用。激光雷达是光探测和测距的缩写，是一种遥感方法，它使用激光测量距离并创建详细的环境 3D 地图。正如 IDTechEx 在其报告“激光雷达 2023-2033：技术、参与者、市场和预测。” 本报告从技术、商业、市场到玩家提供激光雷达的研究。

为什么激光雷达对汽车应用很重要?

各种传感器对于启用 ADAS 和 AV 系统至关重要，包括摄像头、雷达、超声波系统等。摄像头提供彩色和高清图像，但深度信息较差，并且很容易受到太阳和其他恶劣天气条件的影响。超声波系统非常便宜，但检测范围非常短。雷达对恶劣的天气条件非常稳健，但分辨率很差。雷达典型的 2-3° 角分辨率(例如，100m处的 2°无法区分大于3.4m的距离)使大多数物体检测具有挑战性。

另一方面，激光雷达可以弥补其他传感器的缺点，在黑暗中“看见”，提供高分辨率(例如，0.1°)和不易受光线条件影响的信息。与超声波传感器不同，激光雷达传感器可以检测距离更远、视野更广的物体。激光雷达系统会发出自己的光，使其不易受到阳光、雾或雨等外部来源的干扰。

尽管现有传感器可以处理道路上的大多数问题，但激光雷达通过充当其他传感器(例如摄像头和雷达)的备份来提供额外的安全层。在其他传感器可能受到损害或发生故障的情况下，激光雷达仍然可以提供准确可靠的环境数据，使自主系统能够做出明智的决策并避免潜在的危险。安全冗余的要求使激光雷达成为各种一级公司和原始设备制造商的重要考虑因素。

此外，激光雷达的高成本通常与“高端设计”相关，对于可能配备激光雷达的车辆来说，这是一种极好的营销工具。

激光雷达的技术选择、挑战与局限

汽车行业对激光雷达技术的高投入，吸引了众多玩家投身该领域。然而，由于供应链尚未建立、市场前景不明朗以及价格高昂，激光雷达与相机和雷达相比还相对不成熟。激光雷达的技术格局分为四个领域：测量过程、发射器、波束控制机制和接收器。此外，还有几个其他因素需要考虑，例如波长选择和光学系统选择，这进一步增加了激光雷达技术选择的复杂性。

尽管激光雷达系统中的每个组件都有多种选择，但并非所有技术都有同等的商业化机会。例如，FMCW 通常与 1550nm 波长一起使用，而 VCSEL 与闪光激光雷达波束控制可能比 EEL 表现更好，而 MEMS 与 FMCW 结合起来更困难。即使是硬件技术也是复杂的子技术组合的结果，还必须考虑软件和系统解决方案。不同技术的快速发展使激光雷达市场变得更加复杂，提出了必须克服的挑战和限制，才能充分释放自动驾驶汽车的潜力。

此外，激光雷达系统还有许多挑战需要解决，包括但不限于误检概率、雨雪雾等恶劣天气条件下的性能、远距离检测、均匀角分辨率和点云密度、满足各种视野覆盖需求的模块化设计、高成本、汽车级可靠性、可制造性、易于校准和产品寿命。

激光雷达的市场现状和未来方向如何?

随着激光雷达技术的不断发展，我们可以期待看到在不同应用场景下向多样化功能和定制化设计转变。通过汽车等级和成本考虑可能与激光雷达性能同等重要，甚至更重要。

此外，激光雷达技术可能会在分辨率、范围和准确性方面继续改进，使其在检测和导航复杂环境方面更加有效。这对于自动驾驶汽车和其他依赖激光雷达技术的应用的持续发展至关重要。

为了获得更好的激光雷达性能，注意力可能更多地集中在收发器而不是波束控制系统以及软件设计上。还讨论了安装位置和清洁策略以供实际采用。了解从材料和组件到系统的整个供应链，有助于做出更好的战略决策。