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专题 深圳市镭神智能系统有限公司（简称“镭神智能”）成立于2015年2月，作为激光雷达及整体解决方案提供商，致力于以高端、稳定、可靠的激光雷达环境感知技术赋能产业升级。镭神智能的产品服务于自动驾驶、智慧交通、轨道交通、机器人、智慧物流、测绘、高端安防、港口和工业自动化等领域。近期，本刊记者采访了镭神智能集团董事长&CEO胡小波，与他共话激光雷达技术发展现状及产业演化趋势。 镭神智能集团董事长&CEO 胡小波 据了解，镭神智能是掌握了TOF时间飞行法、相位法、三角法和调频连续波等四种测量原理的激光雷达公司，打造了市面最齐全的激光雷达产品矩阵，并通过自研激光雷达专用发射端及接收端集成芯片、1550 nm光纤激光器、10多种高功率核心光器件、半导体激光器和探测器封装工艺和激光雷达整机全自动化产线，打通了激光雷达全产业链，产品技术水平及工程化应用水平处于激光雷达行业前沿。 01 记者：目前，贵司的激光雷达技术性能及量产进度如何？ 胡小波：镭神智能车规级混合固态激光雷达严格按照车规级标准设计，满足车规可靠性、寿命和稳定性要求，可用于无人驾驶汽车实现精准环境感知。目前已推出的混合固态激光雷达拥有16~128线扫描线束，探测距离最远达300 m，测距精度±3 cm，水平视场角最大可达180°，可形成高分辨率的环境感知点云成像，为智能驾驶提供深度环境感知信息，从而做出精准的驾驶判断；基于棱镜扫描的905 nm混合固态车规级设计方案，具有-40~85 ℃工作温度范围、5~2000 Hz、3G rms抗振动等特性，设计使用寿命可达10万h，能保障在恶劣环境下也能发挥稳定性能，助力安全智能驾驶。混合固态激光雷达CH16/32/64/120/128均已实现量产，CH128X1也已成功转产，可满足客户批量订单需求。此外，多款更小尺寸、更高性能的905 nm车规混合固态激光雷达产品及多款性能出色的车规级1550 nm光纤激光雷达产品将在2022年陆续推出，2022年4月北京车展将推出两款1550 nm光纤激光雷达。 镭神智能1550 nm光纤激光雷达是一款基于车规标准的长距混合固态激光雷达，采用镭神自研的高速振镜系统和1550 nm光纤激光器，配置128线与256线高线束扫描，产品拥有更好的测距性能和点云密度表现，最远测距可达500 m，测量精度±3 cm；1550 nm光纤激光雷达具备完全抗干扰功能，以高可靠性和面向大批量量产车辆的设计服务于自动驾驶应用。 LS系列1550nm光纤激光雷达 镭神智能CX系列32/16线激光雷达，采用高度集成的模块化设计，通过自研LD和APD自动化封装工艺实现模块高度集成，性能稳定可靠，更抗冲击振动，也更适合大规模批量生产。镭神智能CX系列均已实现量产，广泛应用于无人驾驶、机器人、工业自动化、安防、地图测绘、科研等领域。 02 记者：企业要从哪些方面提升激光雷达技术的核心竞争力？ 胡小波：提升激光雷达技术的核心竞争力，我认为需要做到以下几点： 其一，深谋远虑的战略技术布局和趋势判断。这就依赖于决策者对于行业技术发展趋势的把控，提前布局，就能抢占技术领先的先机，占领赛道。 其二，人才招纳储备及培养。人才是企业发展的第一生产力，拥有顶尖的技术人才，可为企业实现更多技术创新和突破，提升企业技术实力。因此，在激光雷达行业，企业要招纳在激光雷达、光电探测、信号电路、FPGA、三维数据处理软件、机器人、自动控制、无人驾驶算法、芯片集成电路设计等技术领域的技术人才，并为他们提供充分开放的发展平台和资源。 其三，注重垂直产业链集成。要想在全球行业内具备强有力的竞争优势，除了在激光雷达硬件本身，在系统集成、软件算法、核心的关键元部件技术、生产制造等方面也要具备领先优势。 镭神智能能够自研自产1550 nm光纤激光器及光纤器件和激光雷达专用芯片，而且镭神智能的产业链垂直集成度很深，性价比好，成本控制能力强。未来，我们将在激光雷达行业持续发力、持续研发、持续投入、持续创新。 03 记者：如何对各种应用场景做到精准判别和分类？如何解决长尾场景，应对小概率事件？ 此外，还可结合车路协同路侧设备感知系统获得道路全息交通状态，完善车端感知盲区，解决超视距感知的问题，提供更多路况信息做决策，可有效解决长尾场景问题。 04 记者：自动驾驶功能不断进阶，如何满足测距、分辨率等方面越来越严苛的要求？ 胡小波：为了给自动驾驶提供充足的安全冗余距离，就要求激光雷达能探测更远的距离，可以通过改善接收器件、优化光学结构、提升光斑质量、增加激光器数量、自研激光雷达专用的高信噪比芯片、提升发射端封装工艺等方式来提高探测距离和分辨率；也可在保证人眼安全范围内提高发射功率来提升探测距离，由于905 nm光源的发射功率受到明显限制，可以通过增加激光器的数量来增强发射功率，从而提升探测距离和点云成像分辨率，但会增加整机成本。 目前国内外已有多家激光雷达公司采用1550 nm光纤激光器作为发射光源，可在保证人眼安全的范围内提高发射功率和重复频率，进一步提高探测距离和探测精度，可以满足长距离的探测需求，最远可至公里级别；而且1550 nm激光器在雨雾天气下性能表现也更为优异，更符合自动驾驶在高速场景下的环境感知需求，可以说1550 nm波段光源的方案可从根本上解决探测距离的问题，但限制规模化应用的主要原因在于1550 nm光纤激光器成本较高。镭神智能已自研1550 nm光纤激光器及十几种核心高功率光纤器件，除了在核心技术及性能上有优势外，在成本控制能力上更有极大优势，在未来可以大幅度降低成本。 05 记者：请您谈谈对不同的激光雷达技术路线的看法，以及下一步技术发展方向及突破口。 胡小波：激光雷达测距原理包括三角法、相位法、脉冲飞行时间法（TOF）及调频连续波（FMCW）。 调频连续波（FMCW）由于其探测距离较长，可测量物体的速度信息，具有超高分辨率，并且可以做到无干扰，结构也可实现真正的固态，所以被认为是固态激光雷达终极方案之一，但是调频连续波（FMCW）测量原理的激光雷达因为技术体制、器件成熟程度、材料成本等各方面的限制，很难在短期五六年内实用。 TOF测量法的技术较为成熟，应用较为广泛，针对不同的扫描方案和内部结构，又可分为机械式、混合固态和纯固态三大类别。 机械式激光雷达 机械式激光雷达可进行360°扫描，最早由国外厂家研发推出，因其原理简单，易实现，技术也相对成熟，大部分激光雷达公司均推出不同线束的机械式激光雷达，目前最高线束可达128线，往集成模块化发展，体积逐步减小，价格也下降至万元级别，在自动驾驶领域应用逐步增多，但由于内部机械结构复杂、可靠性差、工艺复杂、产能较低，很难满足车规要求。 混合固态激光雷达 混合固态激光雷达是目前认为可快速通过车规认证上车的激光雷达，目前有多面旋转棱镜、MEMS微振镜、楔形镜、机械振镜+转镜方案等。 a.多面旋转棱镜因其只有一个电机运动部件，结构简单，可保证稳定可靠性。全球第一款通过车规级认证的产品为法雷奥旋转棱镜方案的SCALA 1，目前已有多家激光雷达公司选择了此方案，包括镭神智能、Luminar、图达通、华为等企业。镭神智能已陆续推出CH128X系列、CB64S1、CH120/64/32等多款混合固态激光雷达，其中CH32线混合固态激光雷达通过了国家汽车质量监督检验中心系列检测，包括气候和化学特性、机械特性、电气特性等方面，多项达到A级标准，成为国内首个、全球第二个获车规认证的激光雷达，因此，我们也认为旋转棱镜方案更具优势。 b.MEMS微振镜方案在我们看来是无法上车使用的，因为大尺寸镜面MEMS微振镜悬梁材料疲劳问题，无法通过冲击、振动、高低温等车规认证。MEMS微镜尺寸和谐振频率相互制约，没有解决接收端的问题。目前全球各厂家的MEMS振镜，使用寿命存在很大的问题。 c.楔形镜方案采用的是非重复性扫描的方式，随着扫描时间的增加，视场覆盖可接近100%。但其转速很快，器件容易疲劳损坏，使用寿命较短，可靠性低，且非重复扫描的方式不利于自动驾驶算法的融合匹配。 d.机械振镜+转镜的方案目前较多用于1550 nm光源的激光雷达上，因1550 nm光源采用的是光纤激光器，体积较大，为了能减小激光雷达体积，实现多线束高精度扫描，就会利用机械振镜来实现垂直角度扫描覆盖，但对其它厂家来说，1550 nm光纤激光器成本较高。而镭神智能即将推出的LS128S1和LS256S1两款高端1550 nm光纤激光雷达因为自产核心光纤激光器及光器件可以很好地控制成本。 纯固态激光雷达 目前常见的纯固态激光雷达为3D Flash激光雷达和OPA光学相控阵激光雷达。 a.Flash激光雷达属于非扫描式雷达，发射面阵光，是以2维或3维图像为重点输出内容的激光雷达。因其没有移动部件，稳定性较高，发射端方案较成熟，成本较低；容易通过车规级检验，但其主要问题在于它的测距能力、发射角度、角度分辨率、人眼安全等都是相互矛盾的，尤其FLASH的闪光能量会伤害人眼安全，受严格限制，不适合用于主雷达使用。 b.OPA光学相控阵激光雷达内部没有任何机械部件，结构相对简单，精度高，体积小，成本低，但其主光束以外会形成“旁瓣”，到时能量分散，干扰大，并且阵列单元尺寸小于500 nm，对加工精度要求高，扫描角度有限，接收端方案薄弱，接收面大、信噪比较差，且关键技术点难以突破，技术问题可以说是无解的，未来10年内可能都无法真正推出使用。 激光雷达不管采用什么样的测量原理、扫描方式、接收器件原理，芯片化、集成化的纯固态都不是激光雷达行业发展的终极形态，而是各种技术路线的激光雷达方案将长期共存，关键是看应用场景、成本及性价比的考虑后各种终端用户的选择。纯固态只是学术界人士的一厢情愿，产业界如果也抱有这种幼稚的想法就很危险了。 06 记者：从研发、生产到推进量产，激光雷达技术在发展中遇到最大的瓶颈在于？ 胡小波：从研发、生产到推进量产，激光雷达技术在发展中遇到的最大瓶颈在于上游垂直产业配套器件技术成熟度问题，比如1550 nm光纤激光器的成本、体积、性能；上游专用芯片的封装工艺、集成技术等技术发展程度也制约着激光雷达行业的发展和技术研发的突破；此外生产制造工艺水平也将影响着激光雷达批量生产的一致性和可靠性。 对此，镭神智能早已开始进行垂直产业链资源集成与整合的战略布局，已具备从关键核心器件到整机全链条的设计、研发、工艺、制造、测试能力，均达到行业领先水平。镭神智能已完成激光雷达专用芯片、1550 nm光纤激光器等关键核心器件的自研自产，并在徐州自建了车规级全自动化工厂，配置前端机加工、开模、封装、SMT、组装、调试、检测等自动化产线和工艺流程，实现全环节流程完全可控化管理，有效保证产品一致性和可靠性，提高生产效率，降低整体成本。 07 记者：市场对整车的成本极为敏感，如何在保障技术及制造工艺的同时也实现成本管控？ 胡小波：要在保障技术及制造工艺的同时实现成本管控，需要从产品设计阶段开始考虑，技术方案的设计、材料的选用、生产工艺、可制造性等方面都要充分评估；此外，还可通过整合垂直产业链资源，自研或联合研制相关核心器件，降低采购成本，如镭神智能自研的1550 nm光纤激光器即大幅度降低了整机成本，具备成本优势；在生产制造端采用全自动化生产方式，提升制造工艺，进一步提升材料利用率和产品良率，具备较强的成本控制能力。 08 记者：贵司是否推出了系统化的激光雷达解决方案或合作项目？有哪些合作伙伴？ 胡小波：镭神智能推出了覆盖自动驾驶、智慧交通、智慧物流、轨道交通、高端测绘、安防、工业自动化等领域的激光雷达行业解决方案。 低速自动跟车系统 近年来，各大车厂纷纷推出各式各样的智能汽车，堆砌了各种各样、繁多冗余的高级配件和系统平台，集各种高端功能于一身，价格昂贵不说，很多功能更是华而不实，沦为摆设。敢问，你会在120 km/h放开转向盘吗？春节、五一、国庆等节假日大堵车给驾驶员带来的疲劳问题，各大车企是否关注过呢？ 节假日堵车调查问卷结果 镭神智能激光雷达低速自动跟车系统是专门针对各大节假日堵车时驾驶员的疲劳问题而提出的非常实用的解决方案，通过搭载CB64S1混合固态激光雷达+摄像头对自车正前方物体进行检测，CB64S1激光雷达视场角为水平180°、垂直40°，与摄像头搭配实现多传感器融合优势互补，在低速拥堵路段自车将自动跟随前车行驶，因为180°的水平扫描角度可以很好地防止侧面其它车辆加塞，若探测到潜在的碰撞风险，系统将采取相应的预警及制动措施，从而避免发生碰撞或减轻碰撞损害程度，从而提升驾驶员驾驶的舒适性及安全性，而且性价比极高。 镭神智能低速自动跟车解决方案应用场景 多传感器融合环境感知系统 镭神智能多传感器融合环境感知系统可应用于自动驾驶领域，采用激光雷达+摄像头+毫米波雷达+组合惯导对自车周围的道路环境进行检测。激光雷达、摄像头、组合惯导安装在车顶一体式结构中，方便做传感器时间同步和空间同步，以实现多传感器融合优势互补。通过数据融合算法处理提取出道路的可通行区域、车道线信息、障碍物属性及障碍物运行状态信息，同时可对道路环境进行定位建图，以保证车辆安全行驶方案。目前我们的主要合作伙伴有东风悦享、陕汽等车企。 09 记者：不少激光雷达初创企业获得了资本的青睐，贵司目前融资情况如何？ 胡小波：镭神智能自成立以来，已进行7轮融资，包括北极光创投、招商局资本、达晨创投等17家投资机构，完成数亿元融资。 10 记者：站在激光雷达技术迅速发展的关口，企业更多地会思考哪些问题？这一行业的成长与成熟还需要哪些助推？ 胡小波：激光雷达企业更多思考的还是在保障性能的基础上降低成本，推动更多行业规模化应用；同时探索新技术，注重产业垂直化互通发展，促进激光雷达固态化，芯片化、集成模块化发展。激光雷达行业的成长与成熟除了技术创新发展及产业化应用外，政策法规的完善对推动行业发展也至关重要。 【专题】理解市场需求与持续技术创新，Velodyne踏上激光雷达进阶之路 【专题】具备自研芯片技术的禾赛科技，致力于做“机器人的眼睛” 【专题】整合上下游优势资源，RoboSense将以充足的产能应对市场之需 新康众的“大小通吃”会不会消化不良？ 【封面故事】制造业升级的“埃马克答案” 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