激光雷达技术又有新花样

汽车驾驶被划分为五个阶段，而ADAS的普及又是未来无人驾驶的先行条件。在目前ADAS的应用普及阶段，多种传感器融合是未来的趋势。其中包括超声波雷达、摄像头、红外线、激光雷达、毫米波雷达等，毫米波雷达将率先成为ADAS系统主力传感器。其中，雷达被视为自动驾驶汽车的关键技术，正为汽车传感器行业的黄金时代做足准备。雷达传感器技术将如何塑造未来汽车？

如今，现在的雷达技术很火爆，在这领域里的公司也是层出不穷，其产品应用最看好的是无人驾驶方向，还有在智能码头、高精度地图等领域的应用。现如今的雷达产品也是五花八门，在尺寸设计上国内国外都做得越来越小，外观也越来越漂亮。目前，雷达技术普遍采用的是TOF（Time of Flight）技术。其原理也是很简单，通过给目标连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测这些发射和接收光脉冲的飞行（往返）时间来得到目标物距离。在2018青城山中国IC生态高峰论坛上，来自杭州爱莱达科技公司的潘卫清介绍了他们在激光雷达方面的造诣。

对于TOF技术，潘卫清也指出了其中存在的问题。他讲到在无人驾驶领域，这项技术的问题一是在抗干扰方面，现在的激光雷达采用的是直接探测，对所有进入探测器的光都响应，然而如果这个雷达在工作的时候面向阳光，那么它就容易受阳光影响，雷达跟人的眼睛是一样的，光线强度过高的话它就看不到目标了，这个就会带来一个安全隐患；另一个是在数量上，激光雷达基本上都是单辆车或者少数几辆车在应用，如果以后真正用到商用普及的话，那么路上大部分的汽车都会用到这样的雷达，这样就没法识别是附近的车打来的脉冲还是自己发出来的信号回波，导致干扰的问题；在探测距离上也有隐患，如今的雷达考虑到人眼能够安全显示，发射的光率是受人眼限制的，不能太高。如此一来，雷达的探测距离想做到150米到200米就很困难了；此外，雷达是要做成固态的，那么最期待的方案则是OPA（相控阵），这个方案对雷达和主机也有要求，对扫描的出光孔径尺寸要求要小，也就意味着带到这个雷达里它会带入一定的损耗，进一步缩短TOF雷达的探测距离。

基于这些因素，爱莱达科技公司推陈出新，研发处了一款叫FMCW雷达技术。它的信号是连续的，频率是线性的而且调频在同一频率上，意味着发射频率和接收频率存在差异，通过光学混频探测探测到它两个波的差值，就可以通过频率转换就测算出距离。通过这一原理使得雷达功率比较远，在发射功率是50到200毫瓦下的探测距离就可以超过1公里，而且完全可以直视太阳光工作，不受任何光的干扰。还有个好处就是可以同时精确获得速度，它对速度的测量精度可达到0.1米/秒。它关键技术是光的调频技术，相干接收，信号解析，是比较先进的相干激光雷达。

相比TOF技术，FMCW抗干扰能力强；潘卫清介绍道：“它的有效探索灵敏度非常高，直接有效探测能够精确测试只需要10个光子。工作距离的要求已经远超过车企的要求。此外，我们采取1550波段发射功率更高，检测速度信息，与固态扫描完全兼容。此雷达还可以跟毫米波做芯片级的融合，雷达工作机制和毫米波的工作机制非常相似，在很多的模块可以共用，包括信号调制模块和处理模块；而且这项技术有着非常好的光通性。”

汽车行业正在经历一波新的高科技应用浪潮，而雷达具有着令人印象深刻的技术路线图，可以实现较大幅度的分辨率提升，以及传感器的小型化和低成本。对于智能驾驶的发展有着举足轻重的意义。在不久的将来也许会真的感受到雷达技术在ADAS上的出色表现，没准你会因为它而爱不释手呢…