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汽車制造

不玩TOF,這家激光雷達(dá)公司一出場(chǎng)就估值過億

Nick 來源:EDN電子設(shè)計(jì)技術(shù)2018-07-27 我要評(píng)論(0 )   

隨著自動(dòng)駕駛的熱潮,“激光雷達(dá)”備受矚目?,F(xiàn)在雷達(dá)產(chǎn)品也五花八門,國內(nèi)國外的產(chǎn)品都做得越來越小,外觀也越來越漂亮。但是目前這些雷達(dá)90%以上都是采用同一種技術(shù)方...

 
去年7月份成立的一家初創(chuàng)公司,劍走偏鋒,專攻基于相干技術(shù)的激光雷達(dá)。成立短短4個(gè)月后,去年11月獲得了百度和華登1800萬融資,估值過億。

隨著自動(dòng)駕駛的熱潮,“激光雷達(dá)”備受矚目?,F(xiàn)在雷達(dá)產(chǎn)品也五花八門,國內(nèi)國外的產(chǎn)品都做得越來越小,外觀也越來越漂亮。但是目前這些雷達(dá)90%以上都是采用同一種技術(shù)方案,即激光飛行時(shí)間(TOF)技術(shù)。

去年7月份成立的一家初創(chuàng)公司,劍走偏鋒,專攻基于相干技術(shù)的激光雷達(dá)。成立短短4個(gè)月后,去年11月獲得了百度和華登1800萬融資,估值過億。

在最近“青城山中國IC生態(tài)高峰論壇”上,愛萊達(dá)科技有限公司總經(jīng)理潘衛(wèi)清和大家分享了他們獨(dú)特的相干波激光雷達(dá)方案。

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在解釋為什么走上相干波路線之前,他先向大家描述了TOF技術(shù)的缺陷。

TOF技術(shù)的缺陷

TOF技術(shù)優(yōu)點(diǎn)非常的明顯,首先是原理簡(jiǎn)單,通過光脈沖在目標(biāo)與雷達(dá)間的飛行時(shí)間乘以光速就可以獲得距離,技術(shù)路線也很簡(jiǎn)單是直接測(cè)量飛行時(shí)間,成熟度比較高,從脈沖激光發(fā)送、接收到處理均有成熟的模塊組件和專用處理芯片。開發(fā)周期也很短,現(xiàn)在公司要做一個(gè)TOF雷達(dá)也很快。

但TOF雷達(dá)其實(shí)也存在一些問題,特別是針對(duì)未來無人駕駛,潘衛(wèi)清談到了4個(gè)主要問題:

第一,抗干擾?,F(xiàn)在無人駕駛做測(cè)試的激光雷達(dá)基本上都是單輛車或者少數(shù)幾輛車在跑,如果以后商用普及,那么路上大量的車都用同樣的雷達(dá)掃描,雷達(dá)就沒法識(shí)別是附近的車打來的脈沖還是自己發(fā)出的信號(hào)回波。以后自動(dòng)駕駛車輛都采用這種設(shè)備,在路邊很容易用相同雷達(dá)同波段的強(qiáng)光源去執(zhí)行惡意破壞,從而導(dǎo)致雷達(dá)失靈。還有就是陽光強(qiáng)烈時(shí),雷達(dá)會(huì)和人眼一樣看不到目標(biāo)了,從而帶來安全隱患。

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第二,探測(cè)距離——會(huì)影響車速。人類如果晚上開近光燈開車,車速就上不去,開了遠(yuǎn)光燈才能保證一定的速度;同理,激光雷達(dá)相當(dāng)于車的眼睛,探測(cè)距離近的時(shí)候車速上不去。現(xiàn)在激光雷達(dá)做到150米到200米就很困難,一般的車用200米都采用了比較高的放射率。

第三,掃描問題。大家都想把激光雷達(dá)做成固態(tài)的,期待光學(xué)相控陣技術(shù)(OPA)方案。但OPA不僅對(duì)雷達(dá)有要求、對(duì)主機(jī)也有要求,大規(guī)模做成以后掃描的出光孔徑很小,也就意味著在雷達(dá)里會(huì)帶入損耗,會(huì)進(jìn)一步縮短TOF的探測(cè)距離。

第四,全天候工作不太可能。例如雨、霧、雷等惡劣天氣影響。

相干激光雷達(dá),有沒有必要?

都看到了這里,各位EDN電子技術(shù)設(shè)計(jì)的讀者,您覺得創(chuàng)新有沒有必要?

“我們也是基于以上的原因,才尋求新的方案。”潘衛(wèi)清指出,“我們的方案是相干探測(cè),相干測(cè)距,即調(diào)頻連續(xù)波FMCW雷達(dá)。很簡(jiǎn)單就是光源、耦合器、上位機(jī),然后采集。”

該方案發(fā)的信號(hào)是連續(xù)波,頻率是線性的周期,調(diào)頻的一個(gè)頻率,也就意味著發(fā)射的頻率和接收的頻率有一個(gè)差異,這個(gè)差異可以通過光學(xué)的混頻探測(cè)探測(cè)到它兩個(gè)波的差,通過頻率做一個(gè)轉(zhuǎn)換就可以換算出距離,原理其實(shí)也不復(fù)雜,它增加的模塊主要是光學(xué)處理部分。

這其中的關(guān)鍵技術(shù)包括;激光調(diào)頻技術(shù),收發(fā)光學(xué)技術(shù),相干接收技術(shù),然后信號(hào)解析算法。

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圖:總結(jié)一下TOF雷達(dá)和相干雷達(dá)的對(duì)比。

上圖為TOF雷達(dá)和相干雷達(dá)的對(duì)比。

首先在抗干擾能力上相干方案較強(qiáng),不需任何處理,光學(xué)上就已經(jīng)解決了。有效探索靈敏度非常高,直接有效探測(cè)只需要10個(gè)光子就能夠精確測(cè)試。

也有人認(rèn)為FMCW激光雷達(dá)也有一些局限性,比如與ToF相比需要更多的算力,因此生成全三維環(huán)繞圖時(shí)速度慢。“根本不存在這個(gè)問題,這個(gè)只是行外人的一種簡(jiǎn)單推測(cè),”EDN電子技術(shù)設(shè)計(jì)記者為此特地請(qǐng)教潘衛(wèi)清先生時(shí)他指出,“我們有具體的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。”

下圖是愛萊達(dá)今年開發(fā)出的相干激光雷達(dá),目前體積較大的原因主要還是散熱,設(shè)計(jì)距離3公里。發(fā)射功率在50到200毫瓦時(shí)探測(cè)距離就可超過1公里,且能完全直視太陽光工作,不受任何光的干擾。

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“未來,我們的雷達(dá)還可以跟毫米波做芯片級(jí)的融合,雷達(dá)工作機(jī)制和毫米波的工作機(jī)制非常的相似,很多模塊可以共用,包括信號(hào)的調(diào)制模塊和處理的模塊可以共用。”潘衛(wèi)清指出。


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