(转自)作者:致命节奏
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激光雷达与毫米波雷达、超声波雷达以及摄像头一起组成的传感系统为智能驾驶保驾护航。激光雷达分为扫描模组、发射模组、接收模组和信息处理模组。
按照扫描方式的不同,可以分为机械式、混合固态和固态,其中半固态又可分为mems振镜、转镜和棱镜,固态激光雷达可以分为相控阵(opa)和flash。机械式由于成本高,体积大一般用于自动驾驶测试,而固态激光雷达技术成熟度低,成本高,还未达到商用条件。目前主流的扫描方式是mems振镜和转镜,华为、图达通、和赛、速腾聚创主要是这两种,大疆用的棱镜方案。
按照测距方式的不同,分为飞行时间(tof)和调频连续波FMCW,tof就是根据激光发射出去到接收的时间差对目标进行测距和建模,FMCW是利用发射出去的光和接收的光之间进行干涉,测算频率差来进行测距和建模,相比较tof,FMCW具有抗干扰能力强、信噪比高等优点,但是技术成熟度相比较tof较低,成本相对tof也较高,未来的市占率会逐步提高。
按照激光发射方式的不同,目前分为边发射激光器(EEL)、垂直面腔发射激光器(vcsel)、光纤发射器。边发射激光器(EEL)具有高功率密度和高脉冲峰值功率,非常适合使用APD探测器的激光雷达系统。VCSEL 具有很高的吸引力,因为它有可能将2D发射器阵列和2D SPAD探测器阵列组合成一个没有运动部件的激光雷达系统。光纤激光器输出功率高、光束质量好、速度快,是高性能系统的理想选择,但其复杂性显著增加。目前主流的方式是EEL、VCSEL发展迅速,光纤激光器目前各家都在研发中。
按照激光波长的不同,目前主要是两种,905nm和1550nm,905nm的接收模块为硅基,成本便宜,1550nm波长需要使用InGaAs 探测器,成本较高。905nm是目前主流的波长段,但是距离人眼可见光比较近,会造成一定的伤害,且雨水干扰能力差,穿透能力也较差,未来的方向也是向1550nm进化。
按照接受模块的不同,分为雪崩二极管 APD、硅光电倍增管 SiPM、单光子雪崩
二极管 SPAD 三种。 目前 APD 是主流,未来 SPAD/SiPM 替代 APD 是趋势。APD 的优势在于技术成熟,成本低,但是在增益能力方面存在明显劣势。SPAD 的增益能力强,信号放大倍数是 APD 的一万倍,如 Ouster 采用 VCSEL+SPAD,禾赛科技采用VCSEL+SiPM 等。但 SPAD 和 SiPM 的技术应用仍不成熟,还存在串扰带来的噪声、光子探测效率等问题。
信息处理模块,将接受到的光信号转换成电信号,最终转换成模拟信号,供计算和处理,是激光雷达最核心的组成。主控板上主要包括处理芯片(通常是 FPGA)、数模转换芯片、PHY 芯片、CAN 收发器、电源管理等等。其中FPGA主要是赛灵思和英特尔等主导,数模转换芯片主要由德州仪器等主导。
看后感悟:只要产业放量,激光雷达最受益的是制造棱镜、振镜,镜头的厂商!这也是路线确定后的产业链中最确定的标的!从基金的调仓换股和调研纪要中也可以揣摩端倪!
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