歷經(jīng)兩年多研發(fā),前段時(shí)間,華為發(fā)布了96線車(chē)規(guī)級(jí)高性能激光雷達(dá)產(chǎn)品和解決方案,并稱(chēng)這一款產(chǎn)品更加適合中國(guó)復(fù)雜路況的使用。此消息一出,不僅僅是讓中國(guó)揚(yáng)眉吐氣,也再次讓世界都看到了中國(guó)的科技實(shí)力。按照華為的說(shuō)法,該激光雷達(dá)產(chǎn)品和解決方案,類(lèi)似于珠穆朗瑪峰的“北坡登頂”,突破了激光雷達(dá)“性能、車(chē)規(guī)、量產(chǎn)”三大挑戰(zhàn)。
華為表示,這款激光雷達(dá)可以滿足大視野120°×25°,應(yīng)對(duì)城區(qū)、高速等場(chǎng)景的人、車(chē)測(cè)距訴求;全視野中,水平、垂直線束均勻分布,不存在拼接、抖動(dòng)等情況,形成穩(wěn)定的點(diǎn)云對(duì)后端感知算法非常友好;小體積,適合前裝量產(chǎn)車(chē)型需求。
然而,這款讓世界都為之矚目的產(chǎn)品,之前卻是特斯拉的CEO馬斯克瞧不上的,特斯拉一直都是用攝像頭來(lái)輔助自動(dòng)駕駛,在他看來(lái),激光雷達(dá)太過(guò)昂貴,而且中國(guó)對(duì)此項(xiàng)項(xiàng)目有所研究的科研人員,生產(chǎn)廠家數(shù)量上面也有很大的限制,可能無(wú)法獲得量產(chǎn),技術(shù)不足,再者說(shuō),馬斯克本身也看不上這個(gè)項(xiàng)目,他更希望能夠通過(guò)AI算法攝像頭來(lái)獲得更好的效果。但是在關(guān)注了華為激光雷達(dá)之后,馬斯克才發(fā)現(xiàn),自己之前的想法可能太過(guò)于武斷了。據(jù)悉,外國(guó)需要用價(jià)上千美元的激光雷達(dá),華為甚至可以將其降價(jià)到一兩百美元,更加難得的是,華為還能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),這讓馬斯克為之震驚。
華為此項(xiàng)研發(fā)的激光雷達(dá)在5G甚至6G領(lǐng)域都可以充當(dāng)關(guān)鍵的角色,能夠讓華為在高科技配件上面真正的實(shí)現(xiàn)自給自足,更讓華為避免在高科技配件上面再次被西方卡脖子。了解華為的雷達(dá)是怎樣一款產(chǎn)品之后,馬斯克竟氣急敗壞地稱(chēng):華為此舉擾亂了西方國(guó)家的市場(chǎng),動(dòng)了西方國(guó)家的奶酪!可事實(shí)卻是,這項(xiàng)車(chē)用激光雷達(dá)技術(shù)在之前一直就被西方國(guó)家所壟斷,中國(guó)不過(guò)是想要自給自足,讓自己的國(guó)家發(fā)展得更好而已。
那么,這款讓馬斯克稱(chēng)為“動(dòng)了西方國(guó)家的奶酪”的產(chǎn)品,到底有什么過(guò)人之處呢?小編查看了一些華為激光雷達(dá)相關(guān)專(zhuān)利,發(fā)現(xiàn)確實(shí)非常厲害。
據(jù)了解,華為與激光雷達(dá)有關(guān)的發(fā)明專(zhuān)利共42個(gè),其中大部分處于審查階段,小編選取其中最核心的6個(gè)專(zhuān)利,按照痛點(diǎn)(Why)、解決方案(How)、取得效果(What)思路,讓讀者有一個(gè)大致了解。
核心技術(shù)一:發(fā)射
專(zhuān)利1:一種地面環(huán)境的檢測(cè)方法和裝置(CN110114692A -審查中)
痛點(diǎn):激光雷達(dá)對(duì)復(fù)雜的地面環(huán)境感知差。
解決方案:利用不同工作波長(zhǎng)的激光掃描地面,依據(jù)不同波長(zhǎng)激光下的反射強(qiáng)度判斷地面環(huán)境類(lèi)型。
取得效果:提高了激光雷達(dá)對(duì)復(fù)雜地面環(huán)境的感知效果,更好地確定可通行路面。
專(zhuān)利2:用于激光雷達(dá)的光脈沖削波器(CN110431440A-審查中)
痛點(diǎn):激光器的脈沖功率過(guò)高,會(huì)對(duì)人眼造成傷害,但功率過(guò)低又無(wú)法滿足探測(cè)距離、分辨率等要求。
解決方案:在激光發(fā)射器上搭載脈沖削波器,產(chǎn)生快門(mén)效應(yīng),能降低瞬時(shí)輸出功率。
取得效果:既能滿足人眼安全限制,又能達(dá)到距離和分辨率要求,同時(shí)方案比較廉價(jià)。
專(zhuān)利3: 光掃描組件及激光雷達(dá)(CN111830531A-審查中)
痛點(diǎn):前視型激光雷達(dá)采用“一發(fā)射多接收”結(jié)構(gòu),探測(cè)器需要在高頻率、高電壓下工作,數(shù)量太多,信號(hào)串?dāng)_嚴(yán)重,激光雷達(dá)工作性能不穩(wěn)定。
解決方案:采用“多發(fā)射一接收”結(jié)構(gòu),僅設(shè)置一個(gè)探測(cè)器,掃描轉(zhuǎn)鏡中包含多個(gè)反射鏡,可對(duì)同一激光束有不同反射角度,一個(gè)激光器實(shí)現(xiàn)多線掃描。
取得效果:激光雷達(dá)工作性能穩(wěn)定,成本價(jià)更低。
核心技術(shù)二:掃描
專(zhuān)利4:一種陣列轉(zhuǎn)鏡的光束掃描裝置(CN108227181B -已授權(quán))
痛點(diǎn):
1. 光學(xué)相控陣激光雷達(dá)(固態(tài)):接收模塊需要使用APD探測(cè)器陣列,成本很高;光子集成工藝技術(shù)和相控陣控制算法要求高,仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。
2. MEMS微振鏡激光雷達(dá)(半固態(tài)):掃描角比較小,只有6°范圍內(nèi)能保持較高精度線性運(yùn)動(dòng);微振鏡只有1至3mm,尺寸小,需要配合復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)。
解決方案:將掃描鏡分解成多個(gè)子轉(zhuǎn)鏡,并配合電機(jī)、蝸桿、渦輪、軸承等一系列機(jī)構(gòu)。
取得效果:提高了掃描角度,兼顧了掃描速度,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本、小型化的激光雷達(dá)。
專(zhuān)利5: 激光雷達(dá)(CN111308442A -審查中)
痛點(diǎn):激光雷達(dá)掃描鏡只有一個(gè)反射面,發(fā)射的激光束和反射的激光束容易串?dāng)_。
解決方案:掃描鏡擁有發(fā)射和接收兩個(gè)反射面,可以平行,也可以呈一個(gè)角度。
取得效果:發(fā)射的激光束和反射的激光束實(shí)現(xiàn)完全分離。
核心技術(shù)三:探測(cè)
專(zhuān)利6:一種光探測(cè)系統(tǒng)及方法(CN111929700A -審查中)
痛點(diǎn):同軸型激光雷達(dá),探測(cè)光和回波信號(hào)是同光路設(shè)計(jì),經(jīng)過(guò)同一分光元件,透射率或反射率是固定的,難以同時(shí)降低探測(cè)光損耗(降低反射比)和降低回波信號(hào)損耗(提高反射比)。
解決方案:采用兩個(gè)分光元件(其中一個(gè)偏振型)和兩個(gè)光探測(cè)器。
取得效果:同時(shí)實(shí)現(xiàn)探測(cè)光的損耗和回波信號(hào)的損耗最小化,并提高探測(cè)精確度。
從以上專(zhuān)利分析來(lái)看,華為激光雷達(dá)技術(shù)路線選擇的是半固態(tài)的MEMS微振鏡技術(shù)路線,其核心技術(shù)重點(diǎn)在發(fā)射、掃描、探測(cè)三個(gè)層面。
考慮到激光雷達(dá)競(jìng)爭(zhēng)激烈、技術(shù)門(mén)檻高,核心技術(shù)國(guó)內(nèi)外玩家早已在專(zhuān)利上進(jìn)行了布局,要想在這些領(lǐng)域有突破其實(shí)很難。但如果可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),成本自然就下來(lái)了,而當(dāng)激光雷達(dá)成本降低到200美元以?xún)?nèi)的時(shí)候,應(yīng)該也是自動(dòng)駕駛或AR領(lǐng)域爆發(fā)之時(shí)。這應(yīng)該是不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)發(fā)生的事情。
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