激光雷達通過測量激光信號的時間差、相位差確定距離，通過水平旋轉掃描或相控掃描測角度，並根據這兩個數據建立二維的極坐標係;再通過獲取不同俯仰角度的信號獲得第三維的高度信息。

 

高頻激光可在一秒內獲取大量（106-107數量級）的位置點信息（稱為點雲），並bing根gen據ju這zhe些xie信xin息xi進jin行xing三san維wei建jian模mo。除chu了le獲huo得de位wei置zhi信xin息xi外wai
，它ta還hai可ke通tong過guo激ji光guang信xin號hao的de反fan射she率lv初chu步bu區qu分fen不bu同tong材cai質zhi。激ji光guang雷lei達da是shi產chan業ye鏈lian的de核he心xin，下xia遊you應ying用yong於yu測ce繪hui和he導dao航hang

 

 

激光雷達由發射器、接收器（感光元件和長焦鏡頭）、慣導係統構成。

 

 

實際上，產業鏈的上遊製造元件成本不高，不是構成成本的主要因素;且因為激光雷達是下遊測繪
、導(dao)航(hang)等(deng)應(ying)用(yong)的(de)核(he)心(xin)部(bu)件(jian)，目(mu)前(qian)產(chan)能(neng)稀(xi)缺(que)導(dao)致(zhi)供(gong)不(bu)應(ying)求(qiu)
，呈(cheng)現(xian)賣(mai)方(fang)市(shi)場(chang)，對(dui)下(xia)遊(you)有(you)很(hen)強(qiang)的(de)定(ding)價(jia)權(quan)
，因(yin)此(ci)該(gai)產(chan)業(ye)鏈(lian)主(zhu)要(yao)附(fu)加(jia)值(zhi)在(zai)於(yu)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)部(bu)分(fen)。

 

作為一種能夠獲取物體位置、形狀的信息的傳感器
，激光雷達天生地適用於地形地圖測繪。常用於室內建模、道路及設施數據采集
、礦山采空區測量
，或搭載於飛行器上進行大範圍的電力巡線
、林業普查、水利勘測等等

，應用廣泛。目前該領域硬件技術較為成熟，已有室內、搭載於汽車、船舶、feixingqidejiejuefangan，tijijiaoda，jingdujiaogao，tancefanweijiaoyuan。gailingyuruanjianfangmianshidaguimofazhandepingjing，shangweiyouchengshudechulidaliangdianyunshujubingjianmodefangan，muqianshimianshangdoushiyifeibiaotezhiruanjianweizhu，tongyongpingtaishishangyoudaifazhan。

 

近年來，激光雷達被用於導航領域，如機器人
、無人機的避障，和智能車的自動駕駛（包括輔助駕駛等不同級別）。由於應用場景的不同，在導航領域要求激光雷達能夠快速掃描
、動態處理數據並實時反饋，在精度方麵相對要求較低，隻需分辨清楚障礙物、行人

、汽車等，垂直角分辨率一般在1°左右。

 

目mu前qian該gai領ling域yu高gao端duan硬ying件jian技ji術shu正zheng在zai發fa展zhan中zhong，產chan品pin應ying用yong於yu各ge類lei智zhi能neng車che的de原yuan型xing車che上shang
，低di端duan技ji術shu如ru應ying用yong於yu掃sao地di機ji器qi人ren等deng低di分fen辨bian慢man響xiang應ying已yi經jing實shi現xian量liang產chan。軟ruan件jian方fang麵mian，由you於yu目mu前qian各ge類lei無wu人ren車che的de研yan發fa公gong司si均jun為wei互hu聯lian網wang巨ju頭tou或huo汽qi車che巨ju頭tou
，如ru穀gu歌ge、百度、大眾
、寶bao馬ma等deng，各ge公gong司si均jun有you自zi研yan算suan法fa
，壁bi壘lei較jiao高gao
，也ye有you少shao量liang創chuang業ye公gong司si麵mian向xiang市shi場chang提ti供gong了le包bao含han算suan法fa邏luo輯ji的de解jie決jue方fang案an給gei客ke戶hu選xuan擇ze，但dan是shi非fei常chang基ji礎chu，也ye需xu要yao客ke戶hu進jin行xing進jin一yi步bu開kai發fa。

 

 

近年來
，受無人車和機器人需求的帶動，各激光老牌廠商（如Pioneer
、北科天繪等）和創業公司（如Velodyne、速騰聚創等）均著眼於研發導航型激光雷達
，集中針對該需求進行技術研發和突破。

 

且由於智能化是市場趨勢、汽(qi)車(che)領(ling)域(yu)市(shi)場(chang)空(kong)間(jian)大(da)

，導(dao)航(hang)型(xing)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)的(de)未(wei)來(lai)市(shi)場(chang)空(kong)間(jian)將(jiang)遠(yuan)大(da)於(yu)測(ce)量(liang)型(xing)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)
，因(yin)此(ci)下(xia)文(wen)將(jiang)著(zhe)重(zhong)與(yu)對(dui)導(dao)航(hang)型(xing)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)進(jin)行(xing)介(jie)紹(shao)。汽(qi)車(che)智(zhi)能(neng)化(hua)與(yu)網(wang)聯(lian)化(hua)是(shi)汽(qi)車(che)主(zhu)動(dong)安(an)全(quan)的(de)實(shi)現(xian)過(guo)程(cheng)，主(zhu)動(dong)安(an)全(quan)的(de)智(zhi)能(neng)傳(chuan)感(gan)係(xi)統(tong)（攝像頭和雷達）jiangjinruxuqiubaofajieduan。qichezhudonganquansheji
，tongguoanzhuangzaicheshengebuweideshexiangtouheleidachuanganqiganzhicheshenzhouweixinxi，duiweixianqingkuangjinxingshibie，zhudongyujinghuokongzhi，bimianshigufasheng。

 

通過內部視覺傳感器可以探知駕駛員是否瞌睡，進而進行瞌睡預警提醒;通過外部超聲波雷達和視覺傳感器可以輔助駕駛員完成泊車操作;而er毫hao米mi波bo雷lei達da及ji視shi覺jiao傳chuan感gan器qi可ke以yi探tan測ce車che輛liang前qian方fang行xing人ren和he車che輛liang，對dui車che輛liang的de碰peng撞zhuang可ke能neng性xing進jin行xing預yu警jing
，可ke實shi現xian自zi適shi應ying巡xun航hang和he自zi動dong緊jin急ji製zhi動dong等deng功gong能neng。智zhi能neng汽qi車che的de發fa展zhan過guo程cheng是shi汽qi車che駕jia駛shi從cong被bei動dong安an全quan到dao主zhu動dong安an全quan
、從信息孤島到全麵互聯的過程
，而未來的無人駕駛汽車也是建立在完備的智能感知係統的基礎上。因此，主動安全的智能傳感係統（攝像頭和雷達）將進入需求爆發階段。

 

 

目(mu)前(qian)的(de)低(di)級(ji)別(bie)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)，即(ji)輔(fu)助(zhu)駕(jia)駛(shi)和(he)部(bu)分(fen)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)領(ling)域(yu)中(zhong)，主(zhu)要(yao)的(de)定(ding)位(wei)測(ce)距(ju)技(ji)術(shu)仍(reng)然(ran)是(shi)毫(hao)米(mi)波(bo)雷(lei)達(da)和(he)視(shi)覺(jiao)傳(chuan)感(gan)器(qi)。激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)與(yu)之(zhi)相(xiang)比(bi)成(cheng)本(ben)過(guo)高(gao)，未(wei)能(neng)被(bei)車(che)企(qi)接(jie)受(shou)。超(chao)聲(sheng)波(bo)雷(lei)達(da)目(mu)前(qian)單(dan)價(jia)約(yue)為(wei)150美元，激光雷達經過近10年來雨後春筍般的發展，價格已從Velodyne獨占時期的逾10萬美元（機械式）驟降至Quanergy等創業公司聲稱的200-300美元（固態式）。而且這些公開售價的激光雷達均是16線以上、準備運用於高級別自動駕駛的產品，而根據Ibeo、北科天繪的說法

，4線激光已可滿足輔助駕駛，簡版的激光雷達係統價格將能夠做到更低，並在短期內在低級別自動駕駛領域開始對其他傳感器的替代。

 

奧迪新款A8已經開始搭載Ibeo的Scala4線激光雷達
，與毫米波雷達一起構成最新的L3級別自動駕駛係統。此則新聞說明激光雷達成本下降已經逐漸到位，並開始商業應用。相信隨著未來工藝的進一步成熟
、量(liang)產(chan)帶(dai)來(lai)的(de)規(gui)模(mo)效(xiao)應(ying)能(neng)夠(gou)使(shi)成(cheng)本(ben)進(jin)一(yi)步(bu)降(jiang)低(di)，將(jiang)從(cong)高(gao)端(duan)至(zhi)低(di)端(duan)逐(zhu)步(bu)滲(shen)透(tou)低(di)級(ji)別(bie)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)領(ling)域(yu)。在(zai)高(gao)級(ji)別(bie)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)
，即(ji)高(gao)度(du)自(zi)動(dong)及(ji)完(wan)全(quan)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)領(ling)域(yu)中(zhong)，激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)是(shi)目(mu)前(qian)各(ge)大(da)無(wu)人(ren)車(che)企(qi)（百度、穀歌
、福特等）的唯一傳感器解決方案，在其競爭技術視覺神經網絡算法（主要由特斯拉開發）突破之前將持續獨占該地位。

 

2017年6月京東已將無人車投放至高校中進行派件
，表明目前的無人車已有能力在特定環境（低速


、交規較簡單）實際運作，將在一定程度上替代人力執行任務。由於對安全的高標準
、嚴要求
，無人車產業目前仍在技術測試期。

 

2017年6月，百度公司的無人車已經開上五環（交規未批準）
，說明目前的技術水平已有能力處理非常複雜的交通狀況。

 

技術並不是無人車產業的唯一瓶頸，除此以外，未來無人車的發展還將取決於多個方麵
，缺一不可：取得更多的路測數據、政策交規的放開
、安全性能的測試、關鍵部件的成本降低等等。一旦各方麵時機成熟、智能汽車才能得到普遍運用，激光雷達作為必備解決方案將迎來巨額爆發。穀歌無人車預計在2020年將實現商用
，並在2025年實現量產。

 

 

作為汽車部件，低成本、xiaotijiqienengqianrucheshenshibixude，yinciweilaigutaijiguangleidashiyingyongqushi，jikejiangchengbenyoufuhechezaixuqiu。jiguangleidazuoweigengyoudejishu，muqianweinengdedaoguangfanyingyongdezhuyaozhangaishiqidixiadechannengyijisuizhidailaidegaoangdejiage。jiguangleidazaidanshengzhichucaiyongdeshijixiexuanzhuanshi，jitongguoxuanzhuanjiguangshulaijinxingshuiping360°的掃描
，是我們在圖片中看見頂在各類無人車頭頂的部件。

 

這zhe種zhong激ji光guang雷lei達da由you於yu有you旋xuan轉zhuan機ji械xie結jie構gou，光guang學xue元yuan件jian的de精jing度du極ji高gao，對dui出chu廠chang調tiao試shi有you很hen高gao要yao求qiu，低di效xiao率lv地di調tiao試shi裝zhuang配pei是shi主zhu要yao的de產chan能neng釋shi放fang和he成cheng本ben降jiang低di的de瓶ping頸jing。根gen據ju采cai用yong機ji械xie旋xuan轉zhuan式shi激ji光guang雷lei達da的de龍long頭tou公gong司siVelodyne的介紹
，該公司16年生產的激光雷達僅2萬個
，交貨周期長達數月至半年。

 

年產2萬台激光雷達要使用占地五千平米以上的廠房以及數十名熟練工人（培訓一個月以上）的人力，折算下來每人每天僅能生產1台，結合美國矽穀的高地價
、高工資，如此低的裝配效率自然帶來了極度高昂的人力成本。

 

此ci外wai，這zhe種zhong高gao精jing度du的de機ji械xie結jie構gou本ben身shen就jiu不bu利li於yu運yun用yong於yu汽qi車che上shang
，其qi在zai極ji端duan環huan境jing下xia的de可ke靠kao性xing存cun疑yi。一yi台tai汽qi車che在zai行xing駛shi時shi可ke能neng會hui遇yu到dao各ge式shi極ji端duan情qing況kuang，因yin此ci對dui其qi電dian子zi元yuan件jian、機械元件的可靠性有更高要求：能耐受極端溫度
、能在震動下保證高精度
、能適應不同濕度的天氣環境等。

 

因此，即使企業采用更高效率的裝配方式（如機器人等）laijiejuechannengpingjing，jixiejiegoubenshenyejiangchengweixuanzhuanshijiguangleidadamianjiyingyongdezuai。gutaijiguangleida，yujixiexuanzhuanshixiangduiying，quxiaolewaibudejixiexuanzhuanjiegou
，tongguocaiyongxiangkongzhenhuoweijidian（MEMS）和微鏡片的方式來控製激光雷達的水平掃描。

 

其水平掃描範圍較窄，隻能通過多個雷達來完成360°水(shui)平(ping)掃(sao)描(miao)的(de)任(ren)務(wu)。但(dan)是(shi)由(you)於(yu)取(qu)消(xiao)了(le)外(wai)部(bu)機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)

，其(qi)重(zhong)量(liang)和(he)大(da)小(xiao)顯(xian)著(zhu)降(jiang)低(di)

，可(ke)以(yi)內(nei)嵌(qian)於(yu)車(che)輛(liang)中(zhong)
，外(wai)型(xing)更(geng)加(jia)美(mei)觀(guan)。取(qu)消(xiao)了(le)外(wai)部(bu)機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)後(hou)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)成(cheng)本(ben)顯(xian)著(zhu)降(jiang)低(di)
，根(gen)據(ju)Quanergy公司在2016年的介紹，該公司的S3固態激光雷達單台成本僅約200美元左右
，對比機械旋轉式激光雷達動輒數千美元的售價已是質的突破，該款激光雷達將在今年9月下線。同時根據雷鋒網的調研
，Quanergy公司宣稱明年該公司的固態激光雷達的強度水平就可達到車規級
，即滿足各種高強度環境下的應用。

 

綜(zong)上(shang)所(suo)述(shu)，固(gu)態(tai)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)取(qu)消(xiao)了(le)機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)，能(neng)夠(gou)擊(ji)中(zhong)目(mu)前(qian)機(ji)械(xie)旋(xuan)轉(zhuan)式(shi)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)痛(tong)點(dian)
，是(shi)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)的(de)發(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang)。除(chu)了(le)這(zhe)兩(liang)大(da)迫(po)切(qie)解(jie)決(jue)的(de)痛(tong)點(dian)外(wai)，目(mu)前(qian)量(liang)產(chan)的(de)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)探(tan)測(ce)距(ju)離(li)不(bu)足(zu)

，僅(jin)能(neng)滿(man)足(zu)低(di)速(su)場(chang)景(jing)（如廠區內、校園內等）的應用。日常駕駛、高速駕駛的場景仍在測試過程中，相信未來的激光雷達的各類測距精度參數都將會隨成本降低和算法優化有較大的提升。

 

 

muqianjiguangleidashoujishuxianzhichanliangyanzhongbuzu，shijiegedidezhinengjiashiqiyedouduijiguangleidayouqiangliexuqiu，yidanjiguangleidaqiyeyouxinchanpinfabujihuimashangshoudaolaiziquanqiugedidedingdan。yincishuojiguangleidashichangshiquanqiuhuadeshichang
，yidanqiyechanpintupojikefangyanshijie，duxiangzidongjiashizhuchuanganqidedangao。

 

2016年僅有Velodyne公司能夠實現自動駕駛用激光雷達的量產，公司中國區負責人翁煒在去年預計2016產量將猛增三倍

，約為一萬台
，且產生量變的主要原因是用於自動駕駛的16線激光雷達的推出
，此前銷量主要是用於測繪、科研。我們據此估計2016年用於自動駕駛的激光雷達銷量為5600萬美元。據HIS的預測，到2020年能夠進行自適應巡航（ACC）的ADAS係統滲透率為9%
，按2020年汽車年銷量1億台計算
，該係統共生產900萬套。

 

該係統目前的主要實現方案是毫米波雷達，激光雷達將部分取代
、與之結合構成更安全
、更可靠的係統。若按每台低配（4線或更低）激光雷達價格150美元
、每套係統使用一個激光雷達計算，市場缺口達13.5億美元。因此可以替代的空間巨大，在中短期內產量將決定市場空間。長期來看，根據麥肯錫公司的預測
，到2030年汽車年生產量將達到1.15億台，其中將有15%的汽車實現高級自動駕駛，並有45%實現低級自動駕駛。

 

根據北科天繪CEO張智武預測，車企希望大批量生產時整套係統做到5000元/車（約750美元），在不計通貨膨脹的情況下，在2030年自動駕駛用的激光雷達市場將達到180億美元以上，年複合增速51%。

 

 

目前激光雷達的硬件提供商主要是初創企業，也有部分較為成熟的激光企業從相近技術切入布局。

 

由於激光雷達是精密的光學儀器，且需要結合大量軟件算法、電路設計及其他自動化領域的高精尖技術
，因此技術壁壘較高，難以模仿。在資金方麵，激光雷達目前量產成本高、chanpinweinengguangfanshangyehua，xuyaodaliangqianqitouzi，gechuangyegongsidouyihuoqianwanyishangjibiedetouzi，zijinbileiyejiangchengweijinrushichangdexianzhi。gechuchuangqiyedejishutuanduijunshiliqiangjin，youduonianjiguangleida、位置傳感的開發經驗。從周期上看，創業團隊在天使輪/種子輪獲得啟動資金，並研發出原型機，原型機獲得合作夥伴認可後再獲得A輪/B輪融資開始量產，投資方一般為車輛零部件Tier1供應商或VC、PE。

 

chengshudejiguangqiyeyoushizaiyuzaijiaozaozhiqianjiukaishijiguangjishudejilei，tuanduineiguangxuefangmianrencaijileijiaochongzu，jishutuanduijiaoda。gaileiqiyeyiyounenggouchanshengchongzuxianjinliudechanpin，Velodyne稱融資主要是為了進行深度合作，應下遊需求進行定製開發，因此投資方是無人車的開發企業（百度
、福特）。Velodyne、Ibeo和Quanergy走在前沿，國內企業旋轉式技術已經成熟

 

目前著眼於高級自動駕駛機械旋轉式激光雷達的領軍企業是Velodyne

，固態式激光雷達的領軍企業是Quanergy;在低級自動駕駛已量產商用的企業是Valeo/Ibeo。國產企業目前主要專注於生產旋轉式激光雷達
，速騰聚創、禾賽科技、北科天繪均可接單量產，並且在精度和價格上與國外同檔次產品相比擁有優勢

 

到2020年ADAS市場所需的激光雷達數量就達900萬個，因此企業隻要技術突破能夠量產價格到位的產品就將得到應用。除目前的Ibeo/Valeo4線激光雷達可應用於L3係統以外，未來Quanergy為首的固態激光雷達企業也將預計在2022年(nian)開(kai)始(shi)大(da)規(gui)模(mo)低(di)價(jia)量(liang)產(chan)。由(you)於(yu)車(che)規(gui)級(ji)部(bu)件(jian)在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)前(qian)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)大(da)規(gui)模(mo)測(ce)試(shi)，廠(chang)商(shang)一(yi)般(ban)不(bu)會(hui)輕(qing)易(yi)更(geng)換(huan)裝(zhuang)備(bei)提(ti)供(gong)商(shang)。因(yin)此(ci)在(zai)產(chan)能(neng)能(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)需(xu)求(qiu)缺(que)口(kou)之(zhi)前(qian)將(jiang)是(shi)技(ji)術(shu)突(tu)破(po)的(de)關(guan)鍵(jian)期(qi)，在(zai)那(na)之(zhi)前(qian)能(neng)夠(gou)低(di)價(jia)量(liang)產(chan)搶(qiang)占(zhan)市(shi)場(chang)的(de)將(jiang)打(da)開(kai)與(yu)車(che)企(qi)合(he)作(zuo)的(de)入(ru)口(kou)，並(bing)在(zai)未(wei)來(lai)獲(huo)得(de)渠(qu)道(dao)優(you)勢(shi)
，與(yu)廠(chang)家(jia)合(he)作(zuo)開(kai)發(fa)應(ying)用(yong)於(yu)高(gao)級(ji)別(bie)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)的(de)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)。





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