Flash激光雷达的成像原理

自去年以来，激光雷达开始大规模登上智能汽车，但也可以发现，市场上的激光雷达基本上是一种混合固态方案，全固态一般被视为激光雷达的主流发展方向。到目前为止，还没有大规模生产的产品。

然而，固态激光雷达B-72-8制造商最近也取得了一些新的进展。就在上周，激光雷达供应商quanergy宣布，其OPA(光学相控阵列)技术的激光雷达已经成功实现了250米的探测距离。去年8月，quanergy成功展示了业界首款基于OPA的固态激光雷达，覆盖100米；今年1月，quanergy将这一范围提升到200米。

OPA的原理是改变光束的相位轮廓和光束的角度，从而改变每个单元的发光特性和振幅、元的发光特性和振幅。这意味着OPA可以在没有任何可移动部件的情况下实现更大的视场角度范围扫描和更高的分辨率。

这里需要提到的是，目前全固态激光雷达有三种技术路线，OPA、FMCW和Flash，其中OPA和Flash轨道的玩家相对较多，所以理论上更有可能成为未来的主流。Flash激光雷达的另一个技术路线的缺点是OPA的优势，比如视场角和分辨率。

Flash激光雷达的成像原理是发射大面积激光一次照亮整个场景，然后使用多个传感器接收检测和反射光。但最大的问题是，这种工作模式需要非常高的激光功率。在体积限制下，Flash激光雷达的功率密度不能很高。因此，Flash激光雷达目前的问题是，由于功率密度的限制，无法考虑三个参数：视场角、检测距离和分辨率，即如果检测距离较远，则需要牺牲视场角或分辨率；如果需要高分辨率，则需要牺牲视场角或检测距离。

那么，在功率密度的限制下，如何提高激光雷达的性能呢？最近，自动驾驶传感技术供应商Ledddartech推出了一种固态数字光束转向解决方案，称为Leddddarsteer。这种解决方案的目的是控制激光雷达中激光脉冲的方向，也就是说可以改变光的方向，扩大视场角度，而不需要活动模块，比如MEMS。

Ledddarsteer是一种基于LCD和偏振光栅的数字光束控制技术，可以快速、准确、可靠地控制所需角度的光。光束控制铜鼓将视场划分为多个小部件，并重新定向这些小部件，以提高激光雷达的性能，包括实现高达120°x60的宽视场。

采用该方案后，可以显著降低激光雷达本身的设计难度，包括降低光学设计难度，降低激光雷达组件的尺寸和成本。同时，它与各种激光雷达结构兼容，使该方案具有更高的适用性。

这个计划会加速全固态激光雷达的批量生产吗？毕竟上周，走Flash路线的Ouster宣布成功交付第一台全固态数字激光雷达A样。至于量产，计划要到2025年才能实现。

早在2017年，文章开头提到的quanergy就表示将离线opa激光雷达，但目前只有部分用于工业等领域，汽车端的应用尚未落地。曾经计划在2020年大规模生产的fisker本应配备quanergyS3，但由于fisker本身跳票，目前的大规模生产计划已经推迟到2024年。

现在看来，全固态激光雷达类似于一些新的动力汽车公司。雷声大，雨点小，产品没有能源生产。然而，回顾激光雷达在汽车上的使用历史，它最早是从2018年的奥迪引进到其A8车型，而大规模应用仅在去年9月开始。

根据技术路线的迭代，从进度的角度来看，全固态激光雷达基本上仍在进口汽车企业。首先，验证需要很长时间。此外，还需要优化大规模生产的一致性和成本。因此，目前的主流激光雷达，包括旋转镜和MEMS，至少有三到四年的市场发展空间。