[实用参考]车载激光雷达产业报告.pptx

• 激光雷达（Light Detection And Ranging，简称LiDAR），即光探测、 GPS、IMU惯性测量三种技术于一体的系统，用于获得数据并生产精确的 数字高程模型
• 三种技术的结合，可高度精确地定位激光光束映射在物体上的光斑，测距 精度达到厘米级，机器作用相当于人类的眼睛，能够确定物体的位置、大 小、外部形貌甚至材料
激光雷达物理原理
• 激光雷达作为现代的先进遥感技术，是利用对障碍物的反 射光探测目标物体的位置信息
• 目前超短脉冲激光计算和高灵敏度的信号探测系统在不断 升级，使得激光雷达的测量精度和空间分辨率的提升
• 激光雷达由发射机发射一束激光束，到达障碍物表面后， 由接收转至进行回波处理，提取信息
• 将时间间隔、频率变化等进行分析，便准确计算目前物体 有效信息，最终结合激光雷达本身位置以及光束的方向， 便可构建障碍物的位置及形状
车载激光雷达产业报告（2018版）
盖世汽车研究院
2018年7月
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目录
1. 激光雷达技术发展
1.1 激光雷达产业链与产业分布 1.2 激光雷达概述 1.3 激光雷达发展历程 1.4 激光雷达分类 1.5 激光雷达技术应用 1.6 激光雷达技术发展趋势
• 激光雷达适用不同等级的自动驾驶，并且需要符合安全规定（例如：紧急自动制动、前向碰撞），特别是在全自动驾驶汽车上，需要能够 探测10%低反射率的物体
• 因此，目前激光雷达厂商普遍使用830~940纳米波长（中短距离激光雷达），但是部分厂商（如Blackmore、Neptec、Aeye、Luminar） 正在研究1550纳米波长，这种波长允许在远距离范围内对暗物体发出更高功率的脉冲，能够使快速行驶的车辆及时发现危险并安全停车
2. 激光雷达市场发展
2.1 激光雷达市场分析 2.2 激光雷达市场竞争格局 2.3 国外激光雷达代表性企业（Velodyne、Quanergy、Ibeo、Luminar、LeddarTech） 2.4 中国激光雷达代表性企业（速腾聚创、镭神智能、北科天绘、北醒光子）
3.企业配套关系
3.1 国外激光雷达企业配套关系 3.2 中国激光雷达企业配套关系
MEMS
微电机系统，将原本体积较 大的机械部件集成在硅基芯 片上，有可旋转的微振镜来 反射光束，从而实现扫描
无外部机械旋转 部件，体积小、 容易集成，成本 降低，有利量产
相控阵OPA 3D Flash
采用多个光源组成阵列，通 过控制光源发光时间差，合 成具有特定方向的主光束， 可实现不同方向的扫描
无任何机械部件， 结构简单，体积 小，扫描速度快， 精度高
尺寸小 价格低 响应速度快，扫描角度 大，可隐藏于车体内部
• 与传统的机械旋转式和固态相比，走折中路线的 混合固态激光雷达的量产难度最低，短期内将会 率先量产目标
• 由于装配调试可以实现自动化，量产成本与量产时间可期待，因此，固态雷 达被认为是未来的主要方向
• 固态激光雷达常见的技术实现方式有成三类：MEMS、OPA与 3D Flash
激光雷达
长距离激光雷达 （视野范围狭窄）
中距离激光雷达 （视野范围广）
短距离激光雷达 （视野范围广）
车载激光雷达的技术应用
自动驾驶等级 L3、L4、L5
L2、L3 L4、L5
主要角色
作为摄像头与毫米波雷达的一种补充 • 环境感知距离达250m • 部分OEM要求测距范围达400m
激光雷达与其他雷达争夺未来NCAP和NHTSA 法规的主导权 • 探测拐角处的自行车与行人
精准
高效
快速
资料来源：公开资料整理，盖世汽车研究院综合分析
盖世汽车研究院丨<5>
激光雷达发展历程
激光雷达发明以来，已被广泛应用至航天航空、测绘、风电等多个领域，而自动驾驶、机器人等智能产品对 激光雷达的渴求，为产业发展带来了巨大的机遇
EH Synge构想 了激光雷达
激光雷达率先应 用于大气研究
20世纪30年代
类似手电筒在短时间直接发 出一大片覆盖探测区域的激 光，再由高度灵敏的接收器， 来完成对环境图像的绘制
光源发射端产业 链成熟，可使用 高速COMS，量 产相对容易
资料来源：公开资料整理，盖世汽车研究院综合分析
盖世汽车研究院丨<7>
车载激光雷达技术应用
车载激光雷达可适用不同等级的自动驾驶系统，为了保障行车安全，部分厂商已开展在1550纳米波长的技术 研发，使得激光雷达能够精准探测远距离低反射的物体
盖世汽车研究院丨<2>
激光雷达产业链
光电探测器
放大器
A/D 模数转换器
FPGA
扫Baidu Nhomakorabea镜
M
UV
旋转电机 窄带滤光片 准直镜头
GPS
IMU
上游
光电探测器及接收器IC 激光器（固体、半导体、气体）
扫描器与光学组件
位置与导航系统
中游
下游
无人驾驶汽车
LiDAR
激光雷达产品
服务机器人
无人机
工程测绘
军事领域
盖世汽车研究院丨<3>
根据激光雷达技术分类 激光雷达
机械激光雷达
光电二极管、MEMS 反射镜、激光发射器、 接收器组成，其中机 械部件可360°旋转， 控制激光雷达发射角 度 线束越高体积越大 价格昂贵 策略精度较高 通常布置于车辆外部
固态激光雷达
通过光学相控阵、光子 集成电路以及远场辐射 方向图等电子部件替代 机械旋转部件实现发射 激光角度的调整
1960年
20世纪60年代
1971年
激光雷达被应用 于考古研究
2000年
2020年
Maiman构想 了第一台激光
器
资料来源：麦姆斯咨询，盖世汽车研究院综合分析
阿波罗15号利用激光 雷达绘制月球表面
将会应用至更多领域，例如：交通 运输、机器人、地质探测等
盖世汽车研究院丨<6>
激光雷达分类
按照技术可分为机械旋转式、混合固态以及固态激光雷达，由于量产难度低，未来短期则以混合固态激光雷 达量产为主，但从长远期来看，则更偏向于固态激光雷达
全球激光雷达公司分布图
加拿大 美国
比利时
荷兰
英国
德国 法国
以色列
中国
日本
随着自动驾驶汽车在全球布局，美国、中国、德国、以色列、加拿大等国家在激光 雷达技术上走在全球前列
盖世汽车研究院丨<4>
激光雷达概述
作为高级别自动驾驶实现的关键感知部件之一，激光雷达被业界称为最有效的环境感知方案，能够确定物体 的位置、大小、外部形貌