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在应对日常驾驶环境中的复杂长尾场景时，高精度激光雷达感知系统确实能够为智能驾驶车辆提供充分的安全冗余。 2023年，国内一众车企掀起城市NOA“开城之战”。 不同于高速这样的结构化封闭道路，城区场景更加复杂多变，狭窄的道路、模糊不清的车道线、奇形怪状的障碍物、层出不穷的电瓶车和行人、昂贵且迭代较慢的高精地图，都对车辆的感知能力提出了史无前例的挑战。 这就为2022年开启规模化量产的车载激光雷达，展开了一个更大的“舞台”。 1 、 智驾舞台上的LiDAR 2023年初，车企展开了价格“巷战”，竞争激烈程度超出想象。 受到终端降本压力的传导影响，以及纯视觉方案带来的巨大显性降本效应，不少车企的传感器配置策略进而动摇。 但相比于摄像头，激光雷达对环境光线变化并不敏感，也不依赖深度学习和神经网络，对算力需求较小，对异形障碍物的识别更准确；此外相比于毫米波雷达，它拥有更高的分辨率，能直接输出物体的三维信息。 因此，在应对日常驾驶环境中的复杂长尾场景时，高精度激光雷达感知系统能够为智能驾驶车辆提供充分的安全冗余，在保障用户出行安全的基础上，进一步提升舒适驾乘体验。 这就使得激光雷达成为市面上具备城市NOA功能的热门智能电动车Max版车型的标配传感器，也从侧面说明高阶智驾正在成为影响消费者购买智能电动车决策的主要因素之一。 根据佐思汽研最新数据，2023年1-7月，国内乘用车前装标配激光雷达20.2万台，同比增长523.3%，预计全年超过35万台。同时，其预计未来2-3年，国内激光雷达仍将保持波动上升态势，到2025年安装量有望突破60万台。 2022-2023年国内激光雷达月度安装量 （颗） *图片来源：佐思汽研《2023年汽车激光雷达产业研究报告》 据不完全统计，2023年国内将有20+款新车型搭载激光雷达上市；2024年后，宝马、奔驰、沃尔沃等外资品牌也将加入到激光雷达的上车潮中。 国内激光雷达迎来上车潮 *图片来源：佐思汽研《2023年汽车激光雷达产业研究报告》 可以说，在激光雷达迈向大规模前装量产的这一阶段，高阶智驾需求的爆发是主要动力。 2 、 高阶智驾需要怎样的LiDAR？ 艾迈斯欧司朗高级市场经理Byron表示，“从大量车厂和最终用户反馈上看来，目前ADAS需要的激光雷达要可靠、安全、实用且价廉。” 简单来讲，可靠是指产品性能稳定、技术成熟、车规量产。 安全指的是激光雷达为汽车用户带来的安全保障和体验，解决探测感知与避障、辅助驾驶和真正解决很多极端情况（corner case）, 延伸人类感知与反应的能力。 实用则主要关注在体积大小，产品迭代升级等，此外成本要求以及与其他传感器的融合及区分定位同样非常重要。 基于这几点，目前行业也是左右开弓。 一方面，是追求更高性能的主激光雷达；另一方面，是开辟了针对短距离感知的补盲激光雷达新赛道。 3 、 上探极致性能的主激光雷达 众所周知激光雷达是一个非常复杂的光电集成类产品，其中的扫描模块、收发模块以及信号处理系统又存在不同的技术分支。 当然，更远探测距离、更大视场角的性能追求离不开核心发射模块的技术支撑。 作为业内唯一一家可以同时提供VCSEL和EEL车规激光雷达光源的公司，艾迈斯欧司朗从上游光源技术助力系统厂商的更新迭代。 据Byron介绍，“VCSEL和EEL 是两种不同的激光光源技术，从构造到特性表现都不同，各自技术特征与优势都非常突出。在激光雷达特性与基础要求之上，如果再从探测距离与扫描方式这两个维度去分析，我们就会越来越清晰的看到激光雷达的技术路线与光源的选择了。” 比如将探测距离分为短距、中距和长距，对应于ADAS场景中的各种情况（TJP，TWP，UP）， 扫描方式从机械旋转到MEMS再到全固态，对应于视场、图像与成本的平衡。这样一来激光器的选择就比较有针对性了—— 在棱镜旋转扫描和MEMS扫描系统中，EEL覆盖了长中短距的各种应用，成为最理想的光源；在分区控制等固态激光雷达应用则可以充分利用VCSEL的多发光孔的特性，实现1D/2D控制，成为短距固态激光雷达应用中的首选； 在全区域爆闪模式下的固态激光雷达，则个根据距离的要求而选择VCSEL 或EEL。 据Byron介绍，以EEL光源为例，艾迈斯欧司朗的常规EEL方案已经是目前车载激光雷达的主流选择，且广泛适用在ADAS 和Robotaxi上。 而其低温漂EEL产品，在-40°C~105°C 范围波长随温度变化系数降至0.07nm/k，这个温度漂移特性已经和VCSEL一致，也是一个重大的技术突破。 可以说，EEL 和VCSEL 作为两种激光技术在激光雷达上的应用既相互补充也相互竞赛，就像VCSEL 在不断提升光功率密度一样，EEL在温漂特性、光束质量等方面也在不断优化，在保持高功率密度的条件下，提升光学品质，为激光雷达的设计带来系统性革新。 进而，艾迈斯欧司朗的激光器QFN表贴封装技术、多通道技术、多结层等技术，都将为激光雷达的平台搭建提供更多更优的选择。 当然，在追求更远探测距离、更大视场角的主激光雷达高性能进阶之路上，我们也看到了一些其他创新趋势。 今年4月，禾赛科技发布专为置于前挡风玻璃后而设计的车规级超薄远距激光雷达ET25，厚度仅为25mm，至此也开启了主激光雷达从舱外到舱内的新征程。随后，禾赛科技也与一汽集团达成定点合作，红旗品牌下一代旗舰纯电车型将率先采用禾赛ET25，合作成果预计2025年上半年量产交付。 值得注意的是，ET25采用905nm方案，但测距却达到了250m@10%，直追1550nm方案效果，这主要归功于禾赛新一代收发芯片，接收芯片灵敏度较上一代有数倍的提升。 除了禾赛科技，图达通的灵雀-E也能满足“入舱”需求，当前已与福耀玻璃、AGC子公司Wideye达成战略合作，初步实现激光雷达与前挡玻璃的集成。 总得来说，激光雷达进入驾驶舱有不少好处，比如不用考虑脏污，有雨刷清洁即可；但也会有它的局限性，比如对激光雷达尺寸的限制，以及挡风玻璃同样要做特殊处理。而业界也普遍认为激光雷达入舱将成为趋势之一，但并不会全面取代舱位前视雷达。 4 、 补盲激光雷达助力LiDAR进一步降本 作为主激光雷达的延展应用，补盲激光雷达则快速开辟出了自己的赛道。 “短距激光雷达是传感器融合的重要部分，这也是前视主激光雷达之后的又一增量市场，是拉动激光雷达价格下降的强大动力。” 去年底，亮道智能、禾赛科技、速腾聚创、一径科技、图达通纷纷推出了补盲激光雷达，上市时间均定在2023年内。 而从上车进程看，禾赛科技的补盲激光雷达FT120已率先落地。2023年8月，极石01上市，搭载3颗禾赛激光雷达，包括1颗AT128前向+2颗FT120侧向，成为国内首个搭载固态补盲激光雷达的车型。 据悉，极石01除了拥有霸气硬朗的外观和家一般的舒适体验之外，还能够征服更多复杂路况。高阶智驾版更具备城市 NOA、高速 NOA 等功能的持续进化。此外，拥有100° x 75° 超广角视场的FT120，与之前采用半固态激光雷达、垂直视场角仅为25°的侧向感知的方案相比，将地面盲区距离缩小了70%以上，车身近处一览无余，进一步保障更安全的智能驾驶。 “虽然短距激光雷达离主机厂广泛接受还有一段距离，但它解决了很多视觉传感器无法覆盖的场景，为更高级别的辅助驾驶提供更优感知。纵观车规激光雷达的发展与上车进程，中国新势力及新能源车企对激光雷达的接受度较快，但同样要经过较长的DV, PV, PPAP, SOP 汽车零部件开发流程，对于短距激光雷达而言，各厂家积极布局是恰当且必要的。” 其实在2021年9月一径科技就以MEMS扫描方式结合艾迈斯欧欧司朗的成熟EEL光源，实现批量化生产，在物流小车、干线重卡、Robotaxi以及乘用车等应用场景实现量产前装，其视场角覆盖，角度分辨率，近距离盲区，每秒点频数，点云质量等方面都较优。 百度Apollo RT6搭载的补盲激光雷达正是一径科技采用ams OSRAM SPL系列EEL边发射脉冲激光器实现*图片来源：百度 从上游部件来看，例如艾迈斯欧司朗的SPL S1L90H_3激光器在内的核心器件是为短距激光雷达量身打造的，随着数量增长，其成本也将进一步降低。 尽管补盲激光雷达相较于前向激光雷达成本明显降低，但相比摄像头/毫米波等补盲传感器，价格还是贵，再加上通常一辆车需要多颗补盲激光雷达，也势必提高成本，因此，补盲激光雷达大规模上车仍需段时日。 Byron也坦言车企的降价潮会使得很多车厂上激光雷达的节奏放缓，但从长期来看，产业仍持乐观态度，特别是就我们站在智驾浪潮席卷的前夜，更发觉这个前景将如约而至。

激光雷达（LiDAR)前装量产正在加速，2022-2025年装配率将出现明显提速，达到千亿市场规模。作为一家有着深厚技术积累的”百年老店“，ams OSRAM在激光雷达上游核心光学器件领域有着无可争议的领导地位。 激光雷达众多技术路线中，哪一个最优？有意在这个市场发展的厂商，该如何作出自己的选择呢？未来行业技术创新的方向会是什么呢？近日， ams OSRAM可视化与激光事业部高级市场经理梁泽春 于第三届激光雷达前瞻技术展览会上作了 《905nm的EEL激光器在LiADR应用中的系统优势与技术革新》 主题分享，就此进行分析，并结合实际应用给出了自己的洞察与建议。 ■ 演讲人 梁泽春 艾迈斯欧司朗 可视化与激光事业部高级市场经理 ■ 演讲亮点 开场之初，梁泽春简要介绍称，合并后的ams OSRAM业务分布将更加均衡，形成60%汽车、工业、医疗即AIM业务，40%消费业务的均衡占比，并将继续围绕发射器（包括很火热的Micro LED，EEL和VCSEL等）、光学元器件+微型模组、探测器以及集成电路+算法等方向发力，为客户提供光学系统的各个部件，进一步增强自身在光学解决方案领域的全球领导者地位。 01激光雷达应用与技术路线多样性 投资资金流向是市场在用“真金白银”说话。可以看到，激光雷达自2005年酝酿，随后持续向上生长；2019-2020年，行业投资急剧放缓，有些厂商破产，有些玩家退出江湖；随后2021年，行业投资重新焕发活力，再现红火景象。经历过起伏历练，激光雷达市场基础已相对夯牢，未来发展将更为稳健。 前景可期的激光雷达，主流技术路线有哪些？梁泽春表示，激光雷达是个系统工程，技术路线涉及激光器的发射波长和类型、扫描方式、测距范围和测距方式、光电探测器的接收波长和类型等。比如，从测距方法来看，ToF测距优势在于技术成熟度高，综合成本更有吸引力；FMCW测距适用于长距离，抗干扰性能更强。从扫描方式来说，机械、MEMS、棱镜等多种方案也是各有优劣，不同的公司有不同的选择。下图中红圈部分是当前业界的主流选择。 02LiDAR激光器及波长的选择 每个光源都有它特定的应用场景。在汽车LiDAR激光器的选择上，EEL和VCSEL各有所长。比如，EEL功率密度更高，125W激光器的光功率密度可以高达60,000W/mm2；而1000W的VCSEL，其光功率密度仅能做到1,000W/mm2。但是，从温漂来看，VCSEL的温漂更低，仅0.07nm/K，而EEL为0.3nm/K。在整个车规范围内，VCSEL的温度控制比EEL更容易，且无需外加控温器件，成本更具优势。 不同形态、扫描方式和测距范围的LiDAR，具体该如何选择激光器？梁泽春通过如下细分对比图说明到，在机械旋转式LiDAR中，不管是短距、中距还是长距，EEL都占了主导，VCSEL也有部分应用；在MEMS和棱镜式LiDAR中，各测距范围都是EEL的身影；在分区覆盖固态LiDAR中，VCSEL因其分区控制优势，成为最主要的选择；在全固态LiDAR中，VCSEL受益于面阵技术成为该领域的主打光源，但EEL也有较多应用。需要特别指出的是，受制于功率密度，固态LiDAR还很难用于长距离测距。 综合来说，可以真正“上车”且能兼顾长距离测距的EEL是当前车载LiDAR的优选。 激光器之余，LiDAR系统波长选择该留意什么呢？梁泽春深入剖析指出： 毋庸置疑，从太阳辐射曲线来看，1550nm的外界干扰很小，在噪声水平上占很大优势。 探测灵敏度上，905nm是优于1550nm等其它波长的；考虑到发射器和驱动驱动器效率，905nm也是更占优势的。 从人眼安全上来说，1550nm激光（下图红色线）为远红外光，可被吸收、不会伤害视网膜，是业内公认的安全选择；但同时，1550nm激光的工程实现难度和成本也成了市场普及的一大障碍。如何更安全地应用905nm实现更优的LiDAR系统设计，已成为业界的主流探索方向。 除这三大要素之外，还要综合光束质量、系统成本、工作温度范围，以及防水性能、尖峰功率，乃至接收器的工艺成熟度等来评估选择。毕竟作为智能驾驶的核心部件，单项性能突出不算最优解，全面平衡的系统最优才是我们的追求。同理，这也是我们看好905nm将在LiDAR应用中占主导地位的主要原因。 03ams OSRAM激光雷达底层技术革新 作为行业领军者，ams OSRAM率行业之先开发的905nm防碰撞系统应用（激光雷达应用的雏形）已有将近20年历史，具有经实践证明的高可靠性。 前面有提到，EEL激光器的温漂较VCSEL激光器更大，制约了其发展。持续创新的ams OSRAM，在不断提升VCSEL技术功率密度的同时，也在对EEL技术进行革新——基于几十年技术经验创新，现已可实现将传统EEL高达40nm的波长漂移，降低至-20°C(或-40°C)- 105°C全车载温度范围内的4-10nm（实验室条件可达4nm)，极大助力于系统信噪比处理的提升。 考虑到系统厂商快速切入市场的应用需求，ams OSRAM通过创新地用QFN的SMT封装技术，提供完整、易用的车规级（AEC-Q102认证）激光器芯片，具有短脉冲/高占空比、峰值功率达500W（4通道）、高效率、低热阻抗等优势。 梁泽春重点强调到，多通道特性可以便于集成多个芯片至单个封装，实现由单点升级至线阵乃至面阵，对固态激光雷达而言是极佳选择；创新的封装也降低了整个激光雷达光路设计的难度，未来应用成本将得以快速下降，市场将更快普及。 谈及具体EEL产品，梁泽春指出，在多种封装、孔径、功率的丰富产品以满足市场当前需求之余，ams OSRAM将继续通过多通道、更高精度、更高线束密度、更低温漂等创新技术，引领汽车激光雷达市场的未来发展方向。 最后，梁泽春总结指出，ams OSRAM基于广泛的产品组合、持续的技术创新、多年市场积累以及丰富的汽车认证经验，为业界提供更优的激光雷达解决方案。欢迎有兴趣切入激光雷达市场的业界朋友联系咨询、探讨。

1969年，第一片CCD图像传感器在美国贝尔实验室诞生，自此，为工业视觉行业打开了数码图像的大门。 工业视觉，从定义来看，是将硬件如光源，传感器，相机等集成综合性仪器同时辅以底层算法用于工业制造方向，协助制造业实现引导、识别、检测和测量功能，最终促进工业制造智能化，是自动化到智能化的关键拼图，兼具状态感知（视觉）和自主决策（边缘控制和AI）的能力。 随着人工智能、计算机视觉等技术的不断成熟，以及德国“工业 4.0”、日本机器人新战略、美国先进制造伙伴计划、中国制造2025等政策的不断驱动，极大促进了工业视觉产业发展。 据公开数据显示，工业视觉行业2021年市场规模达178亿，未来五年复合增速25%，预计2026年市场规模达543亿，市场需求巨大。 “纵观工业视觉市场，以总的营业额来看，工业自动化份额占比最高。” 艾迈斯欧司朗资深现场支持工程师Daniel Wang 认为要讲工业视觉，工业自动化首当其冲。 1 、 打头阵的工业自动化 下图完整还原了工厂自动化的整体架构——一般而言，其包含相机系统，配对的光源系统，显示终端以及控制系统。 “在这些主要部件上，艾迈斯欧司朗首先为客户提供的就是 光源。 ” 事实上，不同应用对光源的需求也不同，例如，一般在工业场景中，大的物件检测是用白光；但在硬质板检测中，会根据硬质板的材质，选择单色光或者白光等不同光源；而3D扫描检测的时候需要用到线激光。“所以，针对工业自动化中所需的光源，艾迈斯欧司朗也提供了多样选择给到客户。” 客户可以基于 发射功率、色彩、饱和度、CRI等参数 做不同的选择。同时，艾迈斯欧司朗也在 同样的封装条件下提供了更多选择 ，方便客户去灵活匹配所需的光源模组。 而对于 相机 ，艾迈斯欧司朗聚焦提供 图像传感器 ，主打CMOS和CCD类型。CCD是艾迈斯欧司朗最老一代的产品，据悉现在其7000万像素的产品还在市场上使用。 此外，还有全局曝光的CMOS图像传感器，例如业界都熟悉的CMV系列，采用了获得专利的8T全局快门像素结构，分辨率范围从VGA到50MP像素，在光线条件控制受限（如户外环境）下依然有极佳的性能表现。 “具体到产品里面，可以带大家简单浏览下我们的面阵产品和线阵产品。” 在 面扫描图像传感器 这块，艾迈斯欧司朗现在有两大系列，一个是已经推出多年，很成熟的 CMV系列 ，这个产品系列的分辨率可以横跨200万到5000万。 此外，即是最近几年推出的新产品CSG ，目前这个大线源的面阵都是采用前照式的方式。CSG有别于CMV，它会在内部提供更多的智能化功能。另外在像元设计上CMV是用电压域的方式，而CSG采用电荷域的方式，能在保证高的动态范围和低噪声的同时进一步优化应用或产品成本。 在线阵产品中，Dragster的分辨率是从 2k-16k，在全系列中，传输运行、全分辨率运行的时候最高可以达到80kScan/s。 4LS作为艾迈斯欧司朗去年正式量产的产品 ，该传感器上同时具备R、G、B 和clear四通道，而这能更好匹配当下工业环境中越来越多需要帧采的应用。同样，4LS 兼具彩色和黑白2个版本，其黑白版本上时延堆叠的功能是 4：1，即在暗光或者是环境光相对比较弱的情况下同样能够获得很好的图像效果。 2 、 智能门禁：“鱼”和“熊掌”我都要 智能门禁其实贯穿工业和消费应用，但由于疫情推动，非接触式身份验证趋势加速发展，同时而来的还有对安全性的更高要求，3D技术的融入可以说让智能门禁二者兼得。 “3D技术应用多年，虽然在手机市场上没有绝对的爆发，但是从技术层面来讲到目前为止已经非常成熟，”Daniel解释道，“并且已经在不同产品/应用处得到了认可。” 提到3D技术，主流的方案即主动立体视觉（ASV）、飞行时间（ToF）和结构光（SL）3大类。 就 结构光 而言，目前国内已有很多模组厂可以提供完整的结构光方案，据悉，艾迈斯欧司朗也已和各大模组厂紧密配合，为其提供多样的光学部件。 “而在 双目视觉 这块，艾迈斯欧司朗的独有优势是在传统的双目视觉下加一个Projector——点阵发射器”，这会增强或者改善原先传统双目视觉在某些局限性应用下的效果，比如像缺少纹理或者环境光比较昏暗的情况，利用Projector来增加该场景的纹理，或者是作为一些远距离或者大场景下的行为追踪分析。“我们有提供2类点阵发射器，一类是Belice-SD，另一类叫Belago。” 据悉，艾迈斯欧司朗目前提供的点阵发射器都是5000 点的点阵，不同产品系列的区别多在波长，一个850nm，一个是940nm。对于未来的规划，Daniel也直言就是 增加点阵的数量 ，这也是源于应用端对于需要控制或需要追踪的细节要求越来越高。“另外，像Belice-SD是规则的散斑，后续我们也会提供一些 非规则、非均匀的散斑产品 。” 当然，我们看到这2类方案中都需要红外相机，提到红外相机， 红外图像传感器 就必不可少。 Mira——艾迈斯欧司朗最新推出的面阵传感器系列，具有量子效率QE近红外增强功能，在 940nm时，其QE（量子效率）可以达到 40%。 配合高效率红外光源，可以在保证画面效果的同时，降低整个系统的功耗和成本。 而对于 高效率红外光源 ，艾迈斯欧司朗的红外LED通过不同的封装、不同的发射功率和不同的FOI，提供了不同的选择。“以标准产品P2720为例，我们既有不带Lens的产品，也有带不同Lens的产品供大家选择，它的FOI半角的数值可以满足从25°到75°的不同需求。” 据专家透露，上图右下角是艾迈斯欧司朗即将推出的一款新品，在产品上面装上了一个形状类似于花生的透镜，从而使得红外光源发出类似矩形的光斑。“这款产品虽然还未正式量产，但已经有蛮多客户做过验证，完全适用于各种工业3D应用场合。” 3 、 智能机器人：3D技术加速自动化征程 在工业应用中，3D视觉往往会和机器人联合形成解决方案，主要聚焦机器人视觉引导与检测两种。视觉引导是指通过3D视觉对工件进行定位和识别，引导机器人进行抓取，用于无序分拣与堆码，上下料，焊接等。视觉检测则是将摄像头、激光扫描器等安装在机器人末端，对工件进行轮廓检测、表面缺陷检测、三维重建等。 根据方舟投资预计， 到2025年，每台工业机器人的成本将低于11,000美元，2025年机器人销量将增至340万台。工业机器人市场将在未来几十年里达到更多的临界点 ，其表现将超出预期。 智能机器人在工业4.0中正发挥着越来越重要的作用。而3D视觉技术正在助力智能机器人加速这个进程。 在这个加速的进程中，艾迈斯欧司朗不仅能为智能机器人提供精准且紧凑的飞行时间距离测量传感器、3D成像传感器（路径扫描传感器、人脸识别、物体避让），更能为其提供更加广泛的传感器和照明解决方案，例如括、LIDAR系统、和位置传感器（电机驱动和联合位置传感）等。 通常，典型的机器人3D视觉引导系统由三部分构成：软件、3D相机、计算机。用场景描绘智能机器人的工作，就是3D相机获取待分拣工件/堆垛的3D点云信息，传送到计算机上的软件，进行分割和识别，获取要抓取物品空间位置信息，规划机械臂运动路径，引导机械臂完成抓取。 可以说，智能机器人正在重新定义自动化。 4 、 X-ray，不止和医疗有关 X射线扫描，很多人一听到这个词就会联系到医学检查。但实际上，X射线扫描机器也广泛应用于机场扫描行李、生产食品和药品的工厂生产线，以及对发动机元器件进行非破坏性质量控制，这都在为人们提供安全保障的行业中发挥着至关重要的作用。 艾迈斯欧司朗提供各种安检机和工业CT机应用传感解决方案，包含整体的芯片和模组，分立和集成方案兼具。 “事实上，在医疗CT这块，目前国内的顶级医疗或者CT客户都已和艾迈斯欧司朗达成合作，因此，我们也会把这部分的优势外延到工业领域，对应开发出系列产品，例如分立的ADC接口方案，配合PD，客户就能得到一个完整的模组，实现从X-ray的转化到数据的读出。”