伴隨全球范圍內(nèi)激光雷達(dá)公司密集IPO上市，激光雷達(dá)一時(shí)間成為了整車企業(yè)爭(zhēng)相爭(zhēng)奪的戰(zhàn)略資源，2021年因此被稱為激光雷達(dá)量產(chǎn)元年。目前，已有多家整車企業(yè)宣布通過投資、合作等方式布局激光雷達(dá)。然而，市場(chǎng)對(duì)激光雷達(dá)的技術(shù)路線并沒有形成相對(duì)共識(shí)，激光雷達(dá)在掃描方式、調(diào)制方式、脈沖成型、光學(xué)接收、探測(cè)方式、激光波長(zhǎng)等維度均存在多種方式，可組合出數(shù)十種不同技術(shù)路線，各有優(yōu)劣，難判高下。

在技術(shù)路線之爭(zhēng)下，下一代自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)供應(yīng)商未感科技在上述維度之上提出了一個(gè)新維度——先進(jìn)物理層算法，這或許能夠?yàn)榧す饫走_(dá)量產(chǎn)道路上由技術(shù)路線不清晰帶來的不確定性提供一個(gè)新思路。

未感科技CTO陳浩博士講述“先進(jìn)物理層算法”

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，3月17日，在慕尼黑上海光博會(huì)的新品發(fā)布演講中，未感科技CTO陳浩博士對(duì)先進(jìn)物理層算法在激光雷達(dá)中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了講解。目前，依托先進(jìn)物理層算法，未感科技已經(jīng)研發(fā)出最遠(yuǎn)探測(cè)距離大于500米的激光雷達(dá)產(chǎn)品，并且發(fā)布了一款新的產(chǎn)品——暴龍TREX LIDAR，這是是一款具備500米長(zhǎng)距探測(cè)范圍和垂直100線高分辨率的車規(guī)級(jí)三維激光雷達(dá)。

使命：做長(zhǎng)距離探測(cè)和高分辨的高端激光雷達(dá)

《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖2.0》提出，到2025年，L2和L3相當(dāng)?shù)牟糠肿詣?dòng)駕駛（PA）和有條件的自動(dòng)駕駛（CA）的汽車銷量占比將超過50%，高度自動(dòng)駕駛（HA）開始進(jìn)入市場(chǎng)，作為自動(dòng)駕駛關(guān)鍵應(yīng)用的激光雷達(dá)也隨之進(jìn)入爆發(fā)前夜。

事實(shí)上，激光雷達(dá)并不是一項(xiàng)新技術(shù)，在作為自動(dòng)駕駛關(guān)鍵技術(shù)之前，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于掃地機(jī)器人、倉儲(chǔ)機(jī)器人等領(lǐng)域。這些早期激光雷達(dá)的特點(diǎn)是測(cè)距距離比較近（幾十米）、探測(cè)場(chǎng)景比較簡(jiǎn)單、垂直分辨率多為單線。因此從性能上，可以稱其為低端激光雷達(dá)。

高端激光雷達(dá)的應(yīng)用

與之相對(duì)，自動(dòng)駕駛的場(chǎng)景復(fù)雜、測(cè)距遠(yuǎn)，早期激光雷達(dá)不能滿足其要求，于是，未感科技在此基礎(chǔ)上定義了“高端激光雷達(dá)”。陳浩解釋道：“在性能上，高端激光雷達(dá)首先要具備500米的長(zhǎng)距離探測(cè)能力，因?yàn)閷?duì)于自動(dòng)駕駛而言，更遠(yuǎn)的探測(cè)距離意味著更早發(fā)現(xiàn)目標(biāo)物，擁有更充裕的時(shí)間做出應(yīng)對(duì)，從而提供安全保障；其次要具備高分辨率，未感科技認(rèn)為L(zhǎng)4級(jí)自動(dòng)駕駛對(duì)于激光雷達(dá)的垂直分辨率要求至少為100線，足夠的垂直分辨率才能為后端系統(tǒng)提供遠(yuǎn)距離目標(biāo)物的細(xì)節(jié)。長(zhǎng)距離探測(cè)和高分辨率是未感科技激光雷達(dá)的目標(biāo)。”

陳浩認(rèn)為，高端激光雷達(dá)相當(dāng)于“眼睛”，要求看到的東西是“對(duì)”的。除了自動(dòng)駕駛之外，激光雷達(dá)作為核心部件還會(huì)有更廣泛應(yīng)用場(chǎng)景，例如測(cè)繪測(cè)量、高精定位、路況建模等各種復(fù)雜場(chǎng)景。

路徑：先進(jìn)物理層算法

那么如何才能研發(fā)出“高端激光雷達(dá)”呢？陳浩表示，一個(gè)完整的激光雷達(dá)可以分為四個(gè)部分——處理、發(fā)射、掃描和接收。每個(gè)部分都存在不同技術(shù)路線，排列組合下來，會(huì)形成更多技術(shù)方案，哪種方案是最優(yōu)解？沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，“各個(gè)公司都在摸索階段，將來如何選擇還是要根據(jù)市場(chǎng)需求，也就是面對(duì)特定的場(chǎng)景，選擇不同的方案。”

面對(duì)繁多的技術(shù)方案，未感科技則另辟蹊徑。團(tuán)隊(duì)發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，跳出不同維度的排列組合，提出了先進(jìn)物理層算法——在點(diǎn)云數(shù)據(jù)的距離解算之前做算法。陳浩表示：“這是一個(gè)新的維度，因?yàn)樗皇翘幚砑す饫走_(dá)探測(cè)到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，而是在計(jì)算點(diǎn)云數(shù)據(jù)的距離之前預(yù)先處理，提高遠(yuǎn)距離或低反射率目標(biāo)情況下的微弱反射回光的信號(hào)質(zhì)量，從而提升激光雷達(dá)的最遠(yuǎn)可探測(cè)距離，改善激光雷達(dá)對(duì)惡劣天氣以及強(qiáng)光照的容忍度。”

未感科技之所以能掌握物理層算法并將其應(yīng)用于激光雷達(dá)，是因?yàn)楹诵膱F(tuán)隊(duì)來自光通信領(lǐng)域。據(jù)介紹，未感科技的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)來自華為、中興和富士通，畢業(yè)于北大和清華的相關(guān)專業(yè)，在光電、算法、通信等領(lǐng)域累計(jì)發(fā)表了100多篇學(xué)術(shù)論文，擁有國(guó)內(nèi)外發(fā)明專利30余項(xiàng)。先進(jìn)物理層算法借鑒了在“光通信”和“雷達(dá)”領(lǐng)域已經(jīng)成功商用的物理層信號(hào)處理技術(shù)。

先進(jìn)物理層算法對(duì)信號(hào)質(zhì)量的改善前后對(duì)比

先進(jìn)物理層算法能夠探測(cè)到更遠(yuǎn)距離傳來的信號(hào)，同時(shí)改善惡劣天氣、強(qiáng)光照射等極端情況下的探測(cè)性能，這是因?yàn)槠渲邪瑑蓚€(gè)關(guān)鍵算法單元：尖刺消除單元經(jīng)過設(shè)計(jì)可以保證多路徑上的尖刺干擾不同，同時(shí)有效回波信號(hào)是已知的，從而區(qū)分尖刺干擾和有效信號(hào)，消除干擾影響，使得微弱的回波信號(hào)能夠被探測(cè)到，最終提升激光雷達(dá)的探測(cè)范圍；去背景光噪聲單元利用不含有效回波信號(hào)的探測(cè)器來估計(jì)背景光噪聲，再從含有有效回波信號(hào)的探測(cè)器的輸出里減去背景光噪聲，同樣也使得微弱信號(hào)被探測(cè)到，提升最遠(yuǎn)可探測(cè)距離。

實(shí)踐：發(fā)布新一代高性能、低成本三維激光雷達(dá)

基于先進(jìn)物理層算法，未感科技為市場(chǎng)提供了一款波長(zhǎng)905nm、垂直線數(shù)16線、水平360°視角的機(jī)械式激光雷達(dá)，已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，這款激光雷達(dá)的突出優(yōu)勢(shì)就是遠(yuǎn)距離探測(cè)，其對(duì)低反射率目標(biāo)的探測(cè)距離可達(dá)400米，最遠(yuǎn)探距超過500米。

據(jù)介紹，目前國(guó)內(nèi)外用于自動(dòng)駕駛的激光雷達(dá)探測(cè)距離規(guī)格大多是200米，在雨雪、霧霾等天氣條件下，探測(cè)距離會(huì)衰減為數(shù)十米。因此，要想讓實(shí)際探測(cè)距離保持在200米以上，其規(guī)格至少要做到500米。

暴龍TREX LIDAR

本次發(fā)布會(huì)上，未感科技還發(fā)布了暴龍TREX LIDAR，是新一代高性能、低成本、可大規(guī)模量產(chǎn)的三維激光雷達(dá)。它延續(xù)了SF-16-400激光雷達(dá)的500米長(zhǎng)距離探測(cè)范圍，在技術(shù)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新光機(jī)設(shè)計(jì)下，這款激光雷達(dá)還具備100線高分辨率。

同時(shí)，在目標(biāo)反射率低至10%的情況下，暴龍TREX LIDAR的前向探測(cè)距離超過300米。據(jù)了解，華為在2020年發(fā)布的一款轟動(dòng)業(yè)界的96線中長(zhǎng)距激光雷達(dá)，在目標(biāo)反射率低至10%的情況下，其前向探測(cè)距離為150米。

暴龍TREX LIDAR樣機(jī)將于今年年中提供，主要面向自動(dòng)駕駛的前端市場(chǎng)，量產(chǎn)價(jià)格500美元左右。

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