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　　資訊月刊-7月 | 激光雷達篇
　　
　　
 
　　本期摘要
 
　　本月國內外多個研發(fā)團隊相繼展示研發(fā)成果：頻率角分辨LiDAR、量子氣體激光雷達、單光子拉曼激光雷達等多種技術實現(xiàn)創(chuàng)新；Yole Intelligence發(fā)布2023車載激光雷達報告預測全球車載激光雷達市場規(guī)模；我國牽頭提出的3項汽車雷達國際標準建設更是獲得重大進展…更多資訊詳情，敬請下拉頁面閱覽。
 
 
　　科學家利用芯片級聲光光束導引技術
 
　　實現(xiàn)頻率角分辨LiDAR
 
　　日前，美國華盛頓大學研究團隊成功利用芯片級聲光光束導引技術，實現(xiàn)微型、低成本的頻率角分辨LiDAR成像系統(tǒng)。相關研究成果《Frequency–angular resolving LiDAR using chip-scale acousto-optic beam steering》（使用芯片級聲光光束控制的頻率角分辨激光雷達）已在國際權威學術期刊《Nature》上發(fā)表。（DOI:10.1038/s41586-023-06201-6）
 
　　
 
　　基于AOBS和芯片級器件的FAR LiDAR原理圖
 
　　本研究報告了一種集成在芯片上聲光控制技術，其僅使用一個千兆赫聲學傳感器將光束控制到自由空間中，然后利用布里淵散射的物理學原理將不同角度控制的光束以獨特的頻移進行標記。該技術使用單個相干接收器在頻域中解析物體的角位置，并實現(xiàn)頻率-角度解析激光雷達。本研究演示了一種簡單的設備結構、用于波束控制的控制系統(tǒng)和頻域檢測方案。該系統(tǒng)實現(xiàn)了調頻連續(xù)波測距，視場角為18°，角分辨率為0.12°，測距距離可達115m。該演示可擴展至陣列，從而實現(xiàn)具有寬二維視場的小型、低成本頻率角分辨激光雷達成像系統(tǒng)。這一技術有望讓激光雷達在自動化、自動駕駛和機器人技術領域的廣泛應用再次向前邁出一步。
 
　
 
　　FMCW和FAR LiDAR的三維成像
 
 
　　Yole Intelligence發(fā)布2023車載激光雷達報告
 
　　近日，Yole Group旗下的Yole Intelligence發(fā)布了《2023年全球車載激光雷達市場與技術報告》。報告顯示，2022年激光雷達在乘用車及L4自動駕駛領域（包含Robotaxi）市場規(guī)模同比增長95%，達3.17億美元。其中禾賽科技在全球車載激光雷達、L4自動駕駛激光雷達市場中的份額連續(xù)兩年位列全球第一。
 
　
 
　　《報告》預測，全球車載激光雷達市場規(guī)模將在未來五年內增長約15倍，2028年達到47億美元，其中ADAS乘用車市場規(guī)模達39億美元，L4自動駕駛領域市場規(guī)模約為6億美元。
 
 
 
　　德國公司宣布推出第二代FMCW硅基激光雷達芯片
 
 
　　當?shù)貢r間7月3日，德國烏爾姆的光子集成電路（PICs）調頻連續(xù)波（FMCW）激光雷達初創(chuàng)公司Scantinel Photonics宣布推出第二代FMCW硅基激光雷達芯片，同時聲稱其最新的“大規(guī)模并行化”光子集成電路(PIC)取得了重大技術突破。
 
　
 
　　Scantinel第二代FMCW激光雷達硅芯片
 
　　該公司聲稱，光子芯片提供了高分辨率和高信噪比的特殊組合，能夠捕捉出色的高質量現(xiàn)實生活數(shù)據(jù)。該芯片無與倫比的集成度使這一進步成為可能，使其在激光雷達技術領域脫穎而出，并為實現(xiàn)自動駕駛鋪平了道路。公司PIC的第二代產品使其更接近生產單芯片激光雷達系統(tǒng)。
 
　　宇樹推出激光雷達Unitree Go2四足機器人
 
　　7月12日，宇樹科技發(fā)布Unitree Go2智能仿生四足機器人，售價9997元起，分別有AIR版本、PRO版本、MAX版本以及面向教育市場的EDU版本四個型號。據(jù)官方資料介紹，Go2搭載Unitree自研4D激光雷達L1，具備360°×90°半球形超廣角感知能力。其擁有超低盲區(qū)，最小探測距離為0.05m，最大扭矩可達45N.m。
 
　　此外，Go2四足機器人采用了Open AI GPT大語言模型，其強大的數(shù)據(jù)處理和分析能力結合感知與理解能力能夠對人類指令作出快速精準的決策。在加入GPT大語言模型后，Go2四足機器人在問答互動時并非程序設定式的刻板語言，更有情感色彩。
 
 
　　QLM推出用于甲烷排放連續(xù)監(jiān)測的
 
　　量子氣體激光雷達
 
 
　　7月17日，英國初創(chuàng)公司QLM Technology宣布推出量子氣體激光雷達（Quantum Gas Lidar, QGL）和排放數(shù)據(jù)分析及管理平臺QLM Cloud。QLM新開發(fā)的量子氣體激光雷達結合了領先的量子光子學檢測技術和電信可調諧激光器，能夠以極高的精度實現(xiàn)200m外設備及其相關甲烷排放的360°精細成像。
 
　　QLM的連續(xù)監(jiān)測解決方案可以檢測排放源，準確量化其流速，并以3D方式進行定位；該解決方案能夠對生成的氣體激光雷達圖像進行分析和存儲，通過QLM Cloud報告重大排放事件和相關分析，從而可以優(yōu)先考慮并解決最重要的排放源。該解決方案融合了QLM在量化分析和計量方面最新的強化功能，在極端環(huán)境和工作條件下能夠提供經過驗證的可靠性和測量準確性，已獲得在全球各地部署的相關認證。
 
 
　　沃爾沃EX90投產推遲歸咎于
 
　　激光雷達系統(tǒng)軟件復雜
 
 
　　據(jù)《汽車新聞》（Automotive News）報道，沃爾沃汽車再一次推遲EX90的投產時間到2024年年中。7月20日，沃爾沃汽車首席執(zhí)行官Jim Rowan在財報電話會議上將“五到六個月”的延遲歸咎于EX90激光雷達系統(tǒng)“軟件代碼的復雜性”。
 
　　據(jù)悉，EX90是沃爾沃旗下首款采用激光雷達的車型，并將該技術設為標配。自動駕駛汽車傳感器初創(chuàng)公司Luminar為沃爾沃提供Iris激光雷達和Sentinel軟件，將與沃爾沃的軟件集成在EX90上。據(jù)Rowan透露，沃爾沃的工程師編寫了很多軟件，希望確保第一次將激光雷達放入安全堆棧時能夠正常工作。延遲投產將為沃爾沃工程師爭取更多時間來完成將一項關鍵的安全技術整合到EX90采用的新平臺上。
 
 
　　法國研究人員展示超快高視場脈沖超表面
 
　　掃描激光雷達實驗原型
 
 
　　7月20日，法國蔚藍海岸大學研究團隊提出了一種創(chuàng)新解決方案，以解決激光雷達技術的一些局限性，并滿足汽車激光雷達的苛刻要求。其研究成果以“Overcoming the limitations of 3D sensors with wide field of view metasurface-enhanced scanning lidar”為題發(fā)表在《先進光子學》（Advanced Photonics）雜志上。
 
　?。―OI：10.1117/1.AP.5.4.046005）
 
　　
 
　　超高速高視場超表面激光雷達的結構
 
　?。╝）激光雷達的發(fā)射和掃描模塊
 
　?。╞）超表面樣品的SEM圖像
 
　?。╟）超表面功能概念
 
　　（d）激光雷達成像方案
 
　　研究人員展示了超高速高視場脈沖超表面掃描激光雷達的實驗原型。它利用聲光偏轉器(AOD)調制的激光二極管與超表面級聯(lián)，在水平和垂直方向上將FoV提高到150°。超表面的光學特性不斷變化以擴大偏轉器的窄視場；系統(tǒng)的檢測部分采用高靈敏度光電探測器，通過模數(shù)轉換器實現(xiàn)數(shù)字化。受碼分多址(CDMA)脈沖編碼方法(一種傳統(tǒng)上用于電信理論的多路復用照明技術)的啟發(fā)，成像過程利用了AOD的高掃描速度，而不影響模糊范圍或結構的簡單性，且該技術可以在低信噪比環(huán)境下成像。
 
　　研究人員強調，新的掃描激光雷達系統(tǒng)，利用超表面的能力，幾乎滿足了汽車激光雷達的要求，并有望實現(xiàn)新的應用。將超表面掃描激光雷達系統(tǒng)壓縮到芯片級別，將開辟自動駕駛汽車和機器人行業(yè)新的發(fā)展前景。
 
 
　　Waymo收縮自動駕駛卡車業(yè)務
 
 
　　7月26日，谷歌（Google）母公司Alphabet旗下的自動駕駛汽車子公司Waymo表示將無限期推遲其自動駕駛卡車貨運部門Waymo Via的大部分工作， 將“推遲”其卡車運輸商業(yè)和運營工作的時間表，并將縮減該部門的開發(fā)，將重點集中于robotaxi領域的Waymo One robotaxi。
 
　　Waymo聯(lián)合首席執(zhí)行官Tekedra Mawakana和Dmitri Dolgov周三在一篇博客文章中寫道：“鑒于我們在出租車領域看到的發(fā)展勢頭和巨大的商業(yè)機會，我們決定將精力和投資集中在自動駕駛出租車上。”此次Waymo離場之后，在美國只剩下Aurora、Torc和Kodiak三家公司專注于無人駕駛卡車運輸。
 
　　探維科技獲超億元人民幣完成A+輪融資
 
　　7月27日，探維科技官方公告完成由基石創(chuàng)投、禾創(chuàng)致遠（蘇州元禾旗下基金）領投，國信弘盛、物產中大投資跟投的超億元人民幣A+輪融資。據(jù)悉，探維科技將本輪投資完成后進一步加大核心產品的技術研發(fā)，面向智駕多元化場景，加速車載激光雷達的量產應用。
 
 
　　天眸光電攜手群發(fā)光芯開發(fā)
 
　　全固態(tài)OPA激光雷達
 
 
　　近期，天眸光電與揚州群發(fā)光芯科技有限公司的硅光芯片團隊在武漢東湖達成戰(zhàn)略合作，雙方就OPA全固態(tài)激光雷達的關鍵技術展開了深入交流合作。
 
　　天眸光電CEO程剛表示，OPA是未來車用固態(tài)激光雷達的“終極方案”。此次，雙方發(fā)揮在各自領域的技術優(yōu)勢，深化專業(yè)化合作，聯(lián)合研制OPA全固態(tài)激光雷達硅光芯片。據(jù)了解，天眸光電與群發(fā)光芯共同研發(fā)的全固態(tài)激光雷達OPA硅光芯片是非熱光也非電光，而且采用獨特的技術路線，具有器件成本低、響應速度快等優(yōu)點，且無需考慮散熱問題，適合大規(guī)模量產。
 
 
　　OPA硅光芯片對"Z"字掃描成像結果
 
 
　　韓國Carnevi Mobility完成
 
　　1550nm激光雷達光源技術開發(fā)
 
 
　　近日，韓國專門從事汽車電子元件和激光雷達傳感器開發(fā)的科技公司Carnebi Mobility宣布，已完成1550nm波長激光雷達光源的技術開發(fā)，正在為商業(yè)化做準備。
 
　　據(jù)了解，Carnebi Mobility于2020年獲得韓國電子通信研究院的技術轉讓，獲得其“激光雷達用MOPA脈沖激光模塊技術”，并通過韓國電子通信研究院推動的“Tech Bridge R&D項目”進行研究。Carnevi Mobility首席執(zhí)行官鄭鐘澤表示：“我們將繼續(xù)與電子電信研究所等國內研究機構建立合作體系，為激光雷達傳感器的商業(yè)化和市場拓展做出貢獻，提高技術競爭力。”
 
 
　　廈大研究團隊開發(fā)用于水下石油檢測的
 
　　單光子拉曼激光雷達技術
 
 
　　來自廈門大學光學海洋學實驗室的研究團隊開發(fā)了一種新的單光子拉曼激光雷達系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用全光纖結構，可適應水下工作環(huán)境，最遠測量距離為12m，可遠程探測并區(qū)分石油和其他物質，以檢測水下石油管道泄漏情況。團隊研究相關成果以《一種用于水下石油遙感的全光纖水下單光子拉曼激光雷達》（Remote sensing oil in water with an all-fiber underwater single-photon Raman lidar）為題發(fā)表在7月1日出版的《應用光學》（Applied Optics）雜志上。（論文信息：https://doi.org/10.1364/AO.488872）
 
　　使用全光纖水下單光子拉曼激光雷達探測水中石油
 
　　據(jù)團隊介紹，拉曼激光雷達系統(tǒng)結構緊湊，整體長40cm，直徑20cm，可承受水下深達1公里的工作條件。該系統(tǒng)采用1064nm脈沖激光作為種子源，通過倍頻獲得穿透性更好的532nm綠光，脈沖能量為1μJ。為提高靈敏度，系統(tǒng)集成了單光子檢測系統(tǒng)，并采用孔徑22.4mm的望遠鏡系統(tǒng)接收反射信號，通過多模光纖傳輸信號。在演示中，這款新的激光雷達系統(tǒng)可用于探測距離系統(tǒng)幾米遠的石英液槽（quartz cell）中不同厚度的石油。
 
　　目前，該拉曼激光雷達系統(tǒng)僅使用單波長通道，反射的信號容易受到藻類中葉綠素熒光信號的干擾，研究團隊希望引入藍色激光來解決這一問題。同時，研究人員希望通過增加激光雷達的檢測通道數(shù)量和拉曼光譜分辨率，以增強區(qū)分水中不同物質的能力。
 
 
　　我國牽頭提出的3項汽車雷達
 
　　國際標準建設獲得重大進展
 
 
　　日前，國際標準化組織道路車輛委員會電氣、電子部件及通用系統(tǒng)分技術委員會（ISO/TC22/SC32）2023年度會議在英國倫敦召開。中、美、日、德、英、法等多國的66名專家通過線下和線上方式參加了此次會議。
 
　　(ISO/TC22/SC32)年度會議
 
　　本次會議中，由我國牽頭/聯(lián)合牽頭提出的ISO/PWI 13228《道路車輛激光雷達試驗方法》、ISO/PWI 13389 《道路車輛外部感知毫米波雷達探測性能試驗方法》、ISO/PWI 13377《道路車輛毫米波雷達的協(xié)同干擾抑制》等3項標準與汽車雷達PWI項目獲得重大進展。會議討論并決議如下：
 
　　如果IS 13228和IS 13389的NP（New work item proposal）和TR 13377的CIB（Committee internal ballot）獲得批準，SC32（車輛電氣、電子部件及通用系統(tǒng)分技術委員會）持新項目IS 13228、IS 13389和TR 13377計劃；如果IS 13228、IS 13389和TR 13377三個項目中的任何一項獲得批準，SC32同意將3個AHG（工作組，負責研究特定技術/管理問題）合并，成立一個新WG（工作組，負責制修訂一項或多項新國際標準）。
 
 
　　追覓布局智能泳池機器人
 
 
　　據(jù)36氪報道，追覓科技既6月推出商用送餐機器人后，近日再注冊泳池清潔機器人公司，面向海外市場推出高端智能泳池清潔機器人。據(jù)悉，追覓科技今年將定位中高端市場推出兩款泳池清潔機器人產品，目前已經開始正式投產，預計9月在亞馬遜正式上線銷售。泳池清潔機器人將是追覓科技在掃地機器人、仿生四足機器人、通用人形機器人、商用送餐機器人之后，布局的第五類智能服務機器人產品。
 
　　
 
　　追覓科技智能泳池清潔機器人
 
　　追覓科技泳池清潔機器人研發(fā)工程師表示，目前泳池機器人市場上的產品在環(huán)境適應性、智能屬性上仍有較大提升空間，追覓泳池機器人將會基于自研高速數(shù)字馬達、智能算法及傳感器等方向發(fā)力，提升泳池清潔機器人的智能化屬性。
 
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