電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）近年來，激光雷達在很多應用領域受到熱捧，而激光雷達從機械式到半固態(tài)、再到全固態(tài)，從龐大體型到芯片化、集成化，激光雷達的技術路徑和形態(tài)也正在經(jīng)歷革命性轉變。工業(yè)領域，激光雷達應用正越來越多。

工業(yè)激光雷達受益自動化升級增速上漲

工業(yè)雷達受益于工廠自動化程度的提升，其用量開始迅速增加。另一方面，新基建中的智慧交互、交通監(jiān)控也迫切地需求高精度傳感器件。物流、倉儲移動機器人的興起也是工業(yè)級雷達市場容量非常大的一片藍海市場。

根據(jù)YOLE數(shù)據(jù)，工業(yè)激光雷達的市場走勢非常好，從2021年到2026年年復合增長率維持在了28%。從傳統(tǒng)工業(yè)到智慧城市、智慧交通到最后一公里的倉儲物流，包括新興的工業(yè)類復合消費類的應用領域都呈增長態(tài)勢。

其中工廠自動化類應用增速最高，年復合增長率達到了37%。針對下一階段激光雷達工業(yè)應用的目標市場，根據(jù)艾邁斯歐司朗給出的分析，主要集中在激光測距儀、自動導引車、無人機/機器人以及交通監(jiān)控屏這幾大領域。

工業(yè)激光雷達不同的硬件架構

激光雷達的整個系統(tǒng)構造分為四大部分，處理控制部分和ASIC部分負責光學信號處理，發(fā)射單元和接收單元負責感知。發(fā)射器端除了激光，還有一個驅動，再加上透鏡，就構成了發(fā)射器模組。激光測距的原理非常簡單，對比所有的測距方法屬于不算難的那一類。但這里面有很多問題需要解決，這束光如何發(fā)射出去，發(fā)射出什么樣的光形又需要通過什么樣的處理等等。

這些都和激光器以及驅動息息相關。眾所周知，激光器是激光雷達應用的核心器件，這也緊密地關系著激光雷達的技術路線與目標市場。EEL和VCSEL激光器是目前最主流的一個選擇。從實現(xiàn)的效果來看，體現(xiàn)在測距能力、角度分辨率以及視場大小上。

目前來講激光雷達都是通過非常高的功率（大概在100多瓦）與非常短的脈沖來實現(xiàn)激光的發(fā)射，具體的脈沖信號強度和發(fā)射模組中的驅動有關。在10%反射率的情況下，激光雷達能檢測多遠的距離，視場能有多大，都是直接受硬件構成的影響。

不同光束掃描方式在視場、測距范圍上的表現(xiàn)也不盡相同。目前只有機械旋轉式的激光雷達通過旋轉鏡能在視場上達到360°，其他掃描方式的視場范圍均在180°以下。旋轉式的激光雷達雖然視場范圍、測距范圍都很大，但是目前來說其在穩(wěn)定性、體積還有成本上都還有沒有完全解決的挑戰(zhàn)。

棱鏡掃描和MEMES鏡頭掃描相對來說技術成熟度更高，視場則小一些，在抗擾和光學設計上處理起來稍微有些復雜。固態(tài)激光雷達則沒有旋轉部件，視場小但性能高，不過需要平衡距離和分辨率。

在棱鏡掃描和MEMES掃描的激光雷達系統(tǒng)中，EEL覆蓋了長中短距的各種應用，是非常理想的光源。在全區(qū)域爆閃模式下的固態(tài)激光雷達，則根據(jù)距離的要求而選擇VCSEL或EEL。而應用在分區(qū)控制等固態(tài)激光雷達應用則可以充分利用VCSEL的多發(fā)光孔的特性，實現(xiàn)1D/2D控制。

總的來說，對應于應用場景的需求，掃描方式從單線機械旋轉、多線機械卸旋轉到MEMS再到全固態(tài)，都需要在視場、圖像分辨率與成本上做平衡，這樣一來掃描方式的選擇就才比較有針對性。

測距方法的選擇同樣十分多樣，TOF優(yōu)勢在于綜合成本很有性價比；FMCM的優(yōu)勢在于長距離感測的效果拔群，而且抗干擾能力很強；dTOF則技術成熟度很高，綜合成本和優(yōu)勢都很明顯，也是市場上的主導方案。

小結

隨著像素密度愈來愈高，體積越來越小，激光雷達工業(yè)應用傳感器中的比重會越來越大。激光雷達性能優(yōu)勢繼續(xù)保持的同時，成本方面隨著使用數(shù)量增長價格也將進一步下探。很多傳感視覺傳感器無法覆蓋的工業(yè)感知應用，現(xiàn)在不少都通過激光雷達解決了感知難題。