自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)技術(shù)哪個(gè)有優(yōu)勢(shì)？理想L9和小鵬G9有什么不同？

前天，理想旗下第二款車(chē)型理想L9正式推出并公布售價(jià)引發(fā)熱議，造車(chē)新勢(shì)力也迎來(lái)了產(chǎn)品更新潮。更早些時(shí)候，蔚來(lái)推出了旗下NT2.0平臺(tái)首款SUV車(chē)型ES7，小鵬全新旗艦級(jí)SUV車(chē)型G9也將在今年第三季度正式推出。雖然三款新車(chē)在尺寸、空間上有著頗大的差異。蔚來(lái)ES7也與另外兩款品牌旗艦SUV不同，定位在ES6和ES8之間。不過(guò)作為蔚小理旗下的最新產(chǎn)品，三款新車(chē)在智能化配置方面都有著頗為亮眼的表現(xiàn)。

在智能駕駛方面最為亮眼的，莫過(guò)于蔚小理齊齊的選擇了添加激光雷達(dá)的技術(shù)方案。在激光雷達(dá)的選擇上，三家也各不相同，理想L9選擇禾賽科技AT128，通過(guò)芯片化陣列式激光發(fā)射器，理想打出了“真128線(xiàn)”的口號(hào);蔚來(lái)ES7搭載圖達(dá)通獵鷹系列，憑借1550nm最遠(yuǎn)探測(cè)距離達(dá)到了500m;小鵬G9則選擇了速騰聚創(chuàng)M1，在車(chē)頭布置了兩個(gè)激光雷達(dá)憑借數(shù)量在部分方面取得了更大的優(yōu)勢(shì)。

激光雷達(dá)主要由激光發(fā)生器、掃描裝置、激光接收器等部分組成，傳統(tǒng)的機(jī)械式激光雷達(dá)一組收發(fā)模組射出一束激光，通過(guò)旋轉(zhuǎn)收發(fā)模組實(shí)現(xiàn)360°掃描，有多少組收發(fā)模組就對(duì)應(yīng)多少線(xiàn)激光雷達(dá)。如今的混合固態(tài)激光雷達(dá)大多固定收發(fā)模組，利用掃描裝置的反射、折射等實(shí)現(xiàn)上下左右的掃描，從而減少活動(dòng)部件以通過(guò)車(chē)規(guī)級(jí)驗(yàn)證，同時(shí)減少了激光收發(fā)模組從而降低了成本。

理想L9搭載的禾賽AT128有所不同，其激光發(fā)射器為禾賽科技最新的半導(dǎo)體陣列式激光發(fā)射器，通過(guò)芯片化集成大幅縮小了發(fā)射器體積，可以一次性發(fā)出縱向排列的，128束激光，通過(guò)一面轉(zhuǎn)動(dòng)的鏡子，也就是一維轉(zhuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)左右掃描。從原理上，禾賽AT128確實(shí)是真實(shí)的128線(xiàn)激光雷達(dá)，而非傳統(tǒng)混合固態(tài)激光雷達(dá)所宣傳的等效多少線(xiàn)(一定時(shí)間內(nèi)的累計(jì)掃描效果)。這樣做的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)，首先是大幅減少了活動(dòng)部件，僅需要一面一維旋轉(zhuǎn)的鏡面就可完成掃描。同時(shí)鏡面運(yùn)動(dòng)的速度也可大幅減慢，雙面鏡僅需1s轉(zhuǎn)動(dòng)5圈就能夠達(dá)到10Hz的幀率。但128個(gè)激光通道本身是固定角度的(0.2°)，因此這一方案也無(wú)法做到針對(duì)ROI區(qū)域(感興趣區(qū)域)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)垂直方向的分辨率。

目前禾賽科技還沒(méi)公開(kāi)這款雷達(dá)十分詳盡的信息，根據(jù)公開(kāi)資料，AT128預(yù)計(jì)采用了4顆32通道的芯片化陣列式發(fā)射器，累計(jì)128通道。該發(fā)射器預(yù)計(jì)使用了VCSEL垂直腔面發(fā)射技術(shù)，相較更主流的EEL半導(dǎo)體邊發(fā)射激光器，VCSEL可以實(shí)現(xiàn)垂直于晶圓平面發(fā)射，可以實(shí)現(xiàn)更高的集成度、更易于裝調(diào)且有著更優(yōu)的溫漂系數(shù)。不過(guò)VCSEL技術(shù)功率密度較低，難以制造大功率的長(zhǎng)距離激光雷達(dá)，因此早期多用于低速場(chǎng)景的近距離補(bǔ)盲激光雷達(dá)。通過(guò)堆疊結(jié)構(gòu)可以有效提升VCSEL的功率密度，提升探測(cè)距離，不過(guò)相應(yīng)的生產(chǎn)難度、良品率等問(wèn)題也會(huì)增多，禾賽AT128預(yù)計(jì)就是利用了這一技術(shù)。

禾賽AT128確實(shí)在技術(shù)上有所突破，在參數(shù)方面可以看到其橫向角分辨率做到了0.1°，是速騰聚創(chuàng)M1的一倍，點(diǎn)頻也達(dá)到了153.6萬(wàn)pts/s，同樣達(dá)到了速騰聚創(chuàng)M1的一倍。同時(shí)一維轉(zhuǎn)鏡成像無(wú)需拼接，減輕了對(duì)芯片算力的需求，優(yōu)勢(shì)明顯。不過(guò)他也缺少了ROI區(qū)域聚焦等能力，在探測(cè)距離上也不及圖達(dá)通獵鷹。而其中所涉及到的技術(shù)難點(diǎn)禾賽科技如何突破，還有待后續(xù)給出更多的信息才能夠判斷。

蔚來(lái)ES7搭載了蔚來(lái)投資的激光雷達(dá)企業(yè)圖達(dá)通研發(fā)的Falcon獵鷹激光雷達(dá)。這款激光雷達(dá)最大的亮點(diǎn)是選擇了1550nm波長(zhǎng)的激光束，相較另外兩者選擇的905nm，1550nm更加遠(yuǎn)離可見(jiàn)光的波長(zhǎng)區(qū)間(390nm-780nm)，因此同樣在Class1人眼安全的安全等級(jí)范圍內(nèi)，1550nm激光雷達(dá)可以使用更高的功率實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的探測(cè)距離。蔚來(lái)ES7所搭載的圖達(dá)通獵鷹10%反射率下探測(cè)距離達(dá)到了三者最遠(yuǎn)的250m，最遠(yuǎn)探測(cè)距離更是達(dá)到了夸張的500m。

不過(guò)因?yàn)樾枰叩墓β?，因此常?guī)的半導(dǎo)體激光發(fā)射器已經(jīng)難以滿(mǎn)足，圖達(dá)通獵鷹選擇了更高功率的光纖激光器，同時(shí)1550nm所需的激光接收器需要昂貴許多的銦鎵砷材質(zhì)(905nm接收器為硅材質(zhì))。為了控制成本，圖達(dá)通獵鷹僅配備了一組激光收發(fā)模組，通過(guò)復(fù)雜很多的振鏡+多棱鏡的方式實(shí)現(xiàn)掃描，光束首先通過(guò)一面左右振動(dòng)的一維振鏡實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的偏轉(zhuǎn)，再照射到一個(gè)傾斜的快速旋轉(zhuǎn)的多棱鏡上完成另一個(gè)角度的偏轉(zhuǎn)，從而完成一個(gè)面的掃描。對(duì)比參數(shù)可以看到，圖達(dá)通獵鷹在點(diǎn)頻、分辨率、視場(chǎng)角等方面并不會(huì)更弱。并且還能夠通過(guò)快讀調(diào)整振幅、轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)ROI區(qū)域的動(dòng)態(tài)聚焦，提到部分區(qū)域的分辨率。但是更多的活動(dòng)結(jié)構(gòu)帶來(lái)了更高的不確定性，同時(shí)也增加了激光雷達(dá)的功耗。

小鵬G9所配備的速騰聚創(chuàng)RS-LiDAR M1具有5個(gè)固定的激光收發(fā)模組，通過(guò)5面固定鏡子將光線(xiàn)聚焦在一個(gè)可以上下左右振動(dòng)的MEMS微振鏡上，實(shí)現(xiàn)了面的掃描。這樣的設(shè)計(jì)也能輕松實(shí)現(xiàn)上下或左右的ROI區(qū)域聚焦，在ROI區(qū)域分配更密集的點(diǎn)云。這款激光雷達(dá)本身不論在探測(cè)距離還是點(diǎn)云密度上都并不十分搶眼，但他有著超高的性?xún)r(jià)比，以及更小的體積，因此可以更加靈活的布置。小鵬G9選擇搭載兩顆速騰聚創(chuàng)M1布置在前保險(xiǎn)杠左右兩邊的位置，這樣可以形成更大的視場(chǎng)角，同時(shí)在車(chē)輛正前方的ROI區(qū)域內(nèi)聚集更為密集的點(diǎn)云，通過(guò)數(shù)量在部分性能上獲得了加成。

不過(guò)這款激光雷達(dá)本身探測(cè)距離不及另外兩款產(chǎn)品，小鵬也表示自己的高階輔助駕駛?cè)詾橐约円曈X(jué)為主的路線(xiàn)，激光雷達(dá)僅作為安全冗余。此外，MEMS微振鏡本身為硅材質(zhì)，這種材質(zhì)在長(zhǎng)期的振動(dòng)下易出現(xiàn)疲勞等問(wèn)題，耐久性有待考驗(yàn)。此外，不止在保險(xiǎn)杠位置對(duì)于車(chē)輛的美觀(guān)度有著很大的幫助，但相比另外兩者車(chē)頂?shù)牟贾梅绞?，在探測(cè)范圍上會(huì)受到更多的限制，也存在更高的碰撞受損風(fēng)險(xiǎn)。

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