激光雷达新形态！体积缩小60%，成本大幅下降，有望进入千元机时代？

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）在高阶智能驾驶渗透率不断提高的同时，激光雷达作为当前高阶智驾方案的核心传感器之一，以往业界对激光雷达的主要印象就是“贵”。而车载激光雷达的体积较大，导致了汽车需要在设计阶段将激光雷达考虑进去。于是蔚来率先采用的“瞭望塔”式激光雷达设计就开始成为智能驾驶的“标志”特征之一。
 
但随着高阶智能驾驶逐步往下普及，更低成本的智驾硬件方案对市场规模扩张十分关键，于是大疆、极越、momenta、元戎启行等推出了一些低价的纯视觉高阶自动驾驶方案。但激光雷达作为能够获取深度信息的传感器，相比纯视觉方案在面对复杂场景时更为可靠。因此激光雷达能否降本，在智驾普及的过程中也是较为重要的前提。
 
激光雷达走向高集成、低成本
 
北京车展前夕，头部玩家接连推出新一代激光雷达，而在几个月前的CES2024上，速腾聚创、禾赛就已经推出了新一代的高性能激光雷达。新产品推广节奏，甚至产品定义都较为类似的两大激光雷达头部玩家，在4月中旬，又不约而同地推出了新的车载中长距离激光雷达产品。

4月15日，速腾聚创在新品发布会上推出了新一代中长距离激光雷达MX。MX基于速腾聚创M平台，但主要特点在于集成度大幅提升，厚度从M1的45mm，几乎砍半到25mm。相比M1、M1 Plus、M2，MX的体积下降40%，厚度降低44%，外露窗口片面积降低80%
 
这是如何做到的？MX沿用了M平台同款的二维扫描芯片，同时采用了速腾聚创全自研SoC芯片M-Core，并迭代升级了激光收发系统的芯片。其中M-Core是激光雷达体积降低的关键之一，M-Core据称是业界集成度最高的SoC，突破性地将整个后端电路集成至单芯片中，令主板面积减小50%，功耗降低40%至10W以内，同时大幅降低成本。
 
集成度提高，但性能上没有落下。M-Core集成了4核64位APU+2核MCU，主频1GHz，配备8MB片上闪存；另外还集成了多阈值TDC（时间数字转化器），使弱回波检测能力提升4倍，相当于距离分辨率提升32倍。
 
在芯片之外，MX的内部结构也有很大提升，器件集成度提高令PCBA数量减少69%，主板面积降低50%，光学器件数量减少80%。综合芯片和结构的提升，最终令MX的体积相比目前的主流产品下降40%。
 

 
禾赛在4月19日也推出了超广角远距激光雷达ATX，从形态上看，ATX与MX较为类似，主要的特点是相比目前市面上的车载激光雷达更薄，体积更小。
 
ATX是基于禾赛第四代芯片架构的产品，并沿用了目前成熟的AT平台，但相比目前主流的AT128激光雷达，ATX的整机体积缩小60%，重量减轻一半至500g，外露最小视窗高度仅 25 mm，高度相比AT128的48mm降低48%。
 
在实现体积更小的同时，ATX性能也得到了升级，最远探测距离达到 300 米，比 AT128 提升 50%。最高可支持 256 线，最佳角分辨率达到 0.08° x 0.1°，是 AT128 的 2 倍以上，整机功耗降低55%仅为8W。
 
这得益于第四代自研芯片架构以及更精巧的结构设计，禾赛第四代芯片架构采用了 3D 堆叠技术，可单板集成 512 个通道。内部嵌入 256 核智能点云解析引擎（IPE），8 核 APU，实现每秒 246 亿次采样。先进的器件和波形处理能力实现了 130% 的探测器灵敏度提升，单点测距功耗降低了 85%。基于该技术平台不仅能够实现超高的产品性能参数，还能支持全固态二维电子扫描、光子抗干扰、智能光学变焦等智能功能。
 
一径科技在刚刚开幕的北京车展上，也推出了类似的激光雷达产品ZVISION EZ5。EZ5的厚度同样为25mm，视场角120°*20°，最远220m测距，最高支持192线。在架构方面，EZ5采用了基于高集成化SPAD芯片的平台设计，SPAD一颗芯片替代了以往光电前端→放大链路→模数转换→数字信号处理的绝大多数分立元器件，大大简化了架构复杂度；同时，得益于核心距离信息获取在SPAD SoC已经完成，后端仅需配备一颗超低算力的处理器即可完成激光雷达所有的信号处理。
 
同时核心关键器件都实现了小型化，包括转镜尺寸下降40%、光窗面积减小44%、光学系统器件减半，最终实现了体积和成本的共同降低。
 
速腾聚创、禾赛、一径几乎同时推出的几款产品，都指向了高集成、低成本的方向，通过提高芯片集成度，降低激光雷达体积的同时，也能简化生产中的总装、标定等环节，提升生产效率并降低整体成本。
 
值得一提的是，在体积缩小后，长距激光雷达的布局位置也得到了极大的拓展，除了目前流行的车顶、前杠的位置之外，还能被集成到前大灯，前风挡玻璃内，让激光雷达的适用性也得到了提高。
 
降本成效凸显，激光雷达将进入“千元机”时代
 
近几年通过规模效应以及产业链的成熟，激光雷达的价格，尤其是车载激光雷达相比过去已经有极大幅度地降低。比如今年年初禾赛发布的AT512激光雷达，相比10多年前的典型32线机械旋转式激光雷达，线数提升了16倍，点云密度提升80倍，但价格仅是当时的1%。
 
镭神智能在去年四月上海车展上推出的1550nm激光雷达终结者1号，探测距离250m@10%反射率，ROI分辨率最高0.12°*0.034°，价格仅为3999元。
 
在4月18日的华为分析师大会上，华为轮值董事长徐直军也表示，“我们研究认为，视觉摄像头、毫米波雷达、激光雷达三个传感器各有优缺点，目前没有一个传感器能够解决所有问题。同时用了激光雷达在安全上带来了明显的好处，尤其是在AEB上，激光雷达发挥的价值比其它传感器都大很多。所以我们提出融合感知方案，把激光雷达、毫米波雷达、摄像头等充分结合起来，通过把多种传感器融合在一起，更有利于未来实现自动驾驶的目标。同时我们提出期望未来可以把激光雷达的成本做到200美元，从而解决成本的顾虑。”
 
可以看到，对于智能驾驶而言，激光雷达依然是目前来说十分关键的传感器之一，而要让智能驾驶往自动驾驶发展的过程中，激光雷达成本持续降低，会是其中重要一环。
 
正如速腾聚创在发布会上提出的“引领行业进入千元机时代”，以及华为期望激光雷达成本降至200美元，随着ADAS激光雷达市场规模的扩张，激光雷达成本下降趋势在近几年其实也已经非常明显。搭载激光雷达的车型从30万到20万，再到今年20万以下的车型，比如零跑C10等都已经配备激光雷达以及高级辅助驾驶，这也在表明激光雷达价格在不断下降。
 
未来售价1XXX元的激光雷达，或许还真的距离我们不远了。