『第二十五屆“微言大義”研討會：激光雷達技術及應用』下半場報道

隨著激光雷達（LiDAR）進入自動駕駛快速賽道，全球激光雷達核心技術和元器件廠商對產(chǎn)業(yè)的認知更為深刻。2018年12月21日，麥姆斯咨詢和博聞創(chuàng)意主辦的『第二十五屆“微言大義”研討會：激光雷達技術及應用』下半場，激光雷達核心技術和元器件廠商：地平線、邁來芯、濱松、知微傳感、Opus Microsystems、炬佑智能、極魚科技以及上海技物所向在場觀眾分享了2018年取得成果——更多核“芯”產(chǎn)品的推出和應用項目的落地，延續(xù)上半場激光雷達廠商的精彩，將會議氣氛再度推向高潮！

會議干貨十足，觀眾頻頻拍照

激光雷達系統(tǒng)的發(fā)展受制于核心技術和元器件的商業(yè)化狀態(tài)，在下半場研討會上，車載SoC芯片“獨角獸”地平線、國際首家通過車規(guī)的ToF 傳感器供應商邁來芯、光電器件行業(yè)標桿濱松、MEMS微振鏡創(chuàng)業(yè)企業(yè)知微傳感和Opus Microsystems、躋身全球領先ToF傳感器供應商的國內初創(chuàng)企業(yè)炬佑智能、拿下威馬3000多萬量產(chǎn)訂單的極魚科技以及國內知名光電研究機構上海技物所為激光雷達產(chǎn)業(yè)提交了各自的2018年成績單！

1. 地平線《自動駕駛計算大腦——高性能車載SoC芯片》

地平線業(yè)務總監(jiān)樊慶元先生談自動駕駛計算“大腦”面臨的問題

地平線以領先的處理器為核心，為自動駕駛提供高性能、低功耗、低成本的視覺環(huán)境感知解決方案，也是目前中國唯一一家在全球四大汽車市場（美國、德國、日本和中國）都與頂級Tier 1和OEM（整車廠）建立合作關系的智能駕駛創(chuàng)業(yè)公司。地平線業(yè)務總監(jiān)樊慶元先生在介紹地平線基本情況后，重點講解了高性能車載SoC芯片的技術及應用。樊慶元先生談到無論是自動駕駛、ADAS還是車聯(lián)網(wǎng)、車載娛樂系統(tǒng)等，算力不足、門檻高、性能要求高、成本高、功耗高、編程難度大等問題都亟待解決。地平線與谷歌先后提出了BPU架構芯片和TPU架構芯片，配合各自的Hugo和TensorFlow軟件系統(tǒng)，軟硬件深度融合優(yōu)化，軟硬一體打造生態(tài)系統(tǒng)。

自動駕駛處理器需要設計專用處理器

在自動駕駛領域的車內監(jiān)控方面，基于全球領先的“征程1.0”嵌入式視覺處理器，地平線為客戶提供一套完整的駕駛員行為檢測系統(tǒng)，可用于支持駕駛員身份認證、駕駛員安全行為檢測和預警功能，如駕駛員疲勞、左顧右盼、低頭、抽煙、接打電話等危險行為。而車外方面，地平線提供視覺環(huán)境感知方案，預測車輛、行人、車道線、紅綠燈、交通標志等跟蹤識別和屬性重建，并結合地圖服務和定位信息提供決策規(guī)劃控制。2. 邁來芯《邁來芯QVGA ToF傳感器在汽車上的應用及解決方案》

邁來芯現(xiàn)場應用工程師劉志華先生介紹車用QVGA ToF傳感器

邁來芯現(xiàn)場應用工程師劉志華先生首先介紹了1988年成立于比利時的邁來芯（Melexis）經(jīng)歷30多年的發(fā)展，已經(jīng)躋身全球五大頂級汽車半導體傳感器供應商之列。如今，全球生產(chǎn)的每輛新車平均搭載10顆邁來芯的芯片。邁來芯從2014年開始研發(fā)汽車ToF傳感器，以緊湊的設計、支持片上（on-chip）診斷、關注系統(tǒng)成本、工作溫度范圍廣（-40 °C ~105°C）等優(yōu)勢，成為全球首家通過車規(guī)的ToF傳感器供應商。目前已開發(fā)出兩代ToF傳感器，第三代產(chǎn)品將于2019年推出。

邁來芯的ToF傳感器迭代情況

劉志華先生向在場觀眾重點展示了邁來芯剛在2018年11月推出的第二代ToF傳感器。全新的MLX75024 ToF QVGA傳感器靈敏度提升了一倍，同時分辨率（320像素x 240像素）和環(huán)境光耐受能力仍保持原有的行業(yè)領先水平。該傳感器支持在較低亮度下運行或將所需照明功率降低至少30%，耗電量降低50%，而系統(tǒng)效率卻得到進一步提升。在低光照條件下和一米距離外的SNR提升了兩倍。該傳感器還集成了片上溫度傳感器，可以降低系統(tǒng)尺寸和成本。為支持最新的MLX75024 QVGA ToF傳感器，Melexis專門開發(fā)的MLX75123BA ToF配套芯片，相比上一代配套芯片其前端噪聲情況改善了三倍。此外，使用一顆MLX75123BA可同時為兩顆MLX75024傳感器提供支持，進一步降低了系統(tǒng)成本、復雜性以及雙ToF攝像頭的整體尺寸。這款產(chǎn)品將在2019年進入量產(chǎn)。

邁來芯第二代ToF傳感器與第一代ToF傳感器的性能對比（模組級）

3. 濱松《面向自動駕駛用激光雷達的核心半導體器件》

濱松資深技術工程師鮑澤宇先生剖析激光光源

濱松作為光探測器及光源（激光器）的領導廠商，對自動駕駛所需的高性能激光雷達也做了大量的前期調研。鮑澤宇先生談到，這一年市場對激光雷達所需核心元器件的可靠性要求越來越高，正說明了車載激光雷達落地的腳步已經(jīng)臨近。雖然近年來，國外權威機構Garnter對自動駕駛成熟期的預測是超過十年，但濱松看到滴滴出行、Uber等人們身邊的出行平臺會的快速發(fā)展將促進該領域的激光雷達更早落地。濱松推出的光探測器及激光器可滿足不同技術激光雷達的要求。其中，面向自動駕駛激光雷達的激光器，濱松的主要策略是研發(fā)高效率、高功率、高可靠性封裝、長波長的高性能激光器。同時，鮑澤宇先生在研討會上向觀眾重點介紹了濱松新發(fā)布的兩款光電探測器：（1）Si APD（S14645-02/05），其工作溫度范圍擴大為-30°C ~100°C，擊穿電壓為155~195V，暗電流降低至0.01nA；（2）InGaAs APD（G14858-0020A），暗電流從現(xiàn)有產(chǎn)品的150nA降低至25nA，同時信噪比大大提升。

濱松Si APD新品S14645-02/05的參數(shù)情況

濱松InGaAs APD新品G14858-0020A的參數(shù)情況

4. 知微傳感《MEMS微振鏡——在混合固態(tài)激光雷達領域從“不為所知”到“落地開花”》

知微傳感市場總監(jiān)何偉先生介紹掃描模組P1112的性能

知微傳感是國內首家實現(xiàn)MEMS微振鏡在激光雷達方面批量落地應用的企業(yè)，可為客戶提供微振鏡應用全套解決方案。何偉先生介紹了MEMS激光雷達相比Flash激光雷達的優(yōu)勢：角度可控制且不易受光源功率的限制。

不同激光雷達技術比較

何偉先生為大家分析了采用2D MEMS微振鏡和1D MEMS微振鏡的激光雷達的差異?？傮w來講，MEMS微振鏡的頻率與鏡面直徑成反比，為了保證足夠的發(fā)射功率，微振鏡直徑一般大于3mm，頻率一般低于3kHz。而2D MEMS激光雷達的頻率與“幀率和線數(shù)乘積”成正比，不能同時增加幀率和線數(shù)；1D MEMS激光雷達的頻率與幀率成正比，線數(shù)與APD線陣單元數(shù)成正比，線數(shù)的增加不會影響幀率。最后，何偉先生分別介紹了知微傳感幾款產(chǎn)品的參數(shù)及應用：固態(tài)激光雷達的核心掃描組件MEMS掃描模組P1130、為非車載激光雷達客戶定制的大尺寸掃描模組P1112、應用于MEMS 混合固態(tài)激光雷達的掃描模組和應用于工業(yè)物流等場景的高精度3D相機Argus 100。

知微傳感提供的MEMS微振鏡掃描模組主要應用領域

5. Opus Microsystems《MEMS激光雷達技術與展望》

Opus Microsystems激光雷達專案負責人楊光宇先生介紹公司核心技術

***MEMS創(chuàng)業(yè)公司Opus Microsystems成立于2003年，將于2019年在深圳設立大陸運營中心。Opus Microsystems是一家專注于提供激光掃描方案的專業(yè)MEMS設計公司，開發(fā)了獨立自主技術與知識產(chǎn)權的MEMS掃描芯片及其應用方案。

Opus Microsystems提供的基于MEMS掃描芯片的智能視覺傳感方案

楊光宇先生為在場觀眾簡單介紹了Opus Microsystems的核心技術和主要視覺傳感方案：（1）與iPhone大小相當?shù)腗EMS激光投影模組，無需投影鏡頭，可滿足遠近距離的清晰成像；（2）基于MEMS激光投影模組的AR 廣角激光抬頭顯示器具有高光效率、廣色域、高對比度的優(yōu)點；（3）MEMS 3D深度傳感方案采用3DSLiM動態(tài)結構光技術，形成百萬級別點云，實現(xiàn)亞毫米深度精度。MEMS激光雷達具有角分辨率與幀率高的優(yōu)勢，可提供自動駕駛車輛對較遠距離物體和人的辨識能力，因此Opus Microsystems期望在2019年將其MEMS 3D深度傳感方案應用于L4/L5級自動駕駛車用激光雷達。楊光宇先生分享了如何選擇MEMS掃描芯片的經(jīng)驗：（1）鏡面大小決定光束發(fā)散角，從而決定最遠探測距離和角分辨率，因此需要根據(jù)實際探測距離和角分辨率綜合選擇鏡面尺寸；（2）鏡面形狀，如果要兩軸發(fā)散角一致，則鏡面X軸和Y軸的尺寸不同，Opus Microsystems提供圓形和長方形的鏡面，以提升激光能量利用率；（3）對于共軸式掃描設計，掃描共振頻率與最遠探測距離和角分辨率成反正，因此需要根據(jù)實際探測距離和角分辨率選擇不同的掃描共振頻率。

Opus Microsystems提供的核心MEMS掃描芯片

6. 炬佑智能《動態(tài)ToF與系統(tǒng)應用》

炬佑智能CEO劉洋先生談動態(tài)ToF系統(tǒng)如何實現(xiàn)4D感知

作為“微言大義”研討會的老朋友，劉洋先生的演講每次都能帶來新鮮的理念，其公司發(fā)展和產(chǎn)品研發(fā)也處于快速發(fā)展階段。炬佑智能已開發(fā)出包括分辨率為100 x 10、100 x 100、240 x 100、240 x 200、320 x 240等系列850nm和940nm ToF傳感芯片，并將推出VGA和百萬像素產(chǎn)品，同時還開發(fā)了智能3D控制芯片和智能發(fā)光發(fā)射芯片。炬佑智能也布局了模組、平臺、算法及應用的開發(fā)，與多家國內外業(yè)界領先企業(yè)有緊密合作。

炬佑智能與所有關鍵平臺進行無縫對接，以滿足客戶的不同需求

劉洋先生談到，與靜態(tài)的CMOS圖像傳感器相比，對ToF傳感器進行動態(tài)控制，可實現(xiàn)從3D感知到4D感知的擴展，達到更加智能的目的：（1）ToF傳感器對光的感知過程中，會受到光路散射、物體干擾、物體遮擋等各種問題，通過對發(fā)光芯片的智能設計，配合智能算法，可以提高ToF傳感器的精度，實現(xiàn)動態(tài)控制；（2）ToF傳感器也是對紅外光的感知，因此不僅可以感知深度信息，還可以實現(xiàn)對人體生理信息、物體材料等信息的感知；（3）ToF傳感器具有電磁特性，還能實現(xiàn)對被遮擋物體以及物體速度的感知。隨后，劉洋先生詳細介紹了炬佑智能在實現(xiàn)ToF傳感器4D感知方面所做的努力和取得的成果。

ToF傳感器實現(xiàn)從3D感知到4D感知的擴展

7. 上海技物所《應用于車載激光雷達的硅線性雪崩二極管》

上海技物所副研究員程正喜先生分享應用于車載激光雷達硅線性雪崩二極管的研究成果

程正喜先生的報告分為以下部分：（1）首先分析了車載激光雷達對光電探測器件提出的要求：高速和高靈敏度，線性雪崩二極管（APD）則是為數(shù)不多能滿足以上要求的器件之一；（2）行業(yè)標桿濱松公司推出的APD采用特殊工藝，對成本要求提出了挑戰(zhàn)，上海技物所采用通用的CMOS工藝來實現(xiàn)硅APD，在8英寸晶圓上以“PN結 + 厚吸收區(qū)”的結構實現(xiàn)，工藝控制更佳；（3）從過噪聲因子、增益穩(wěn)定性、暗電流、電容電壓特性（CV）等參數(shù)方面，與濱松的APD進行了詳細對比。

上海技物所程正喜團隊研發(fā)的硅線性雪崩二極管測試結果

8. 極魚科技《APA自動泊車領域TOF傳感器如何替代超聲波傳感器》

極魚科技CEO房文新先生介紹公司情況

極魚科技是國內唯一正在量產(chǎn)的車規(guī)級ToF傳感器公司，已簽署威馬汽車3000萬量產(chǎn)訂單。極魚科技CEO房文新先生從“天時、地利、人和”三個方面分享了對自動泊車領域ToF傳感器替代超聲波雷達的落地方案和未來發(fā)展方向。從“天時”方面，如同手機從功能手機向智能手機的轉變，汽車行業(yè)的趨勢也將是從功能性向智能性的轉變，未來購車人群將被創(chuàng)新交互功能所吸引，而“主戰(zhàn)場”就在中國。同時，隨著一汽、東風、長安整合成為國汽，解除外資股比，國家重點發(fā)展電動車，中國新勢力汽車格局已經(jīng)形成，蔚來、威馬、小鵬已經(jīng)獲得電動汽車領域的三張門票。從“地利”方面，房文新先生用生動的視頻分析了超聲波雷達在泊車輔助中存在的問題，并給出了ToF傳感器代替超聲波雷達的優(yōu)勢：對溫濕度不敏感，延遲時間短（8~20毫秒）測量距離大（0.1~15米）等。目前ToF傳感器與其他傳感器融合已經(jīng)有不少落地方案，如自動泊車輔助、自動代客泊車、園區(qū)自動駕駛擺渡車、自動倉庫機器人、無人掃地機、外賣/送貨機器人等，未來有望實現(xiàn)一鍵式自動倒車入庫、自動找車、低速（低于30km/h）自動駕駛等應用場景。

超聲波雷達的問題和痛點分析

“人和”方面，極魚科技已經(jīng)打通了軟硬件，擁有自研算法，推出車規(guī)級（水星一號）、消費級（火星一號）、百元內低價版（月球一號）等ToF模組。極魚科技跟威馬、奔馳、博世、保時捷、百度、Visa、德邦、利亞德已經(jīng)展開深度合作，以開放的態(tài)度與產(chǎn)業(yè)界展開更多深入的合作！

極魚科技的自研算法和核心硬件展示

為期一天的『第二十五屆“微言大義”研討會：激光雷達技術及應用』圓滿落下帷幕！激光雷達技術路線的多樣性，造就了相關元器件類型的豐富多彩，汽車激光雷達生態(tài)系統(tǒng)的建設進程日新月異！相信在2019年，全球激光雷達核心技術和元器件廠商將圍繞激光雷達系統(tǒng)展開更為深入的開發(fā)和合作，期待更多車規(guī)級激光雷達元器件誕生！2019年12月我們繼續(xù)相約深圳，精彩仍將繼續(xù)！??！

汽車激光雷達生態(tài)系統(tǒng)