華為“上車”激光雷達(dá)，有什么黑科技？

本文來自汽車人參考。

歷經(jīng)四年多研發(fā)，華為發(fā)布了96線車規(guī)級激光雷達(dá)，同日，北汽旗下ARCFOX諜照曝光，成為首個搭載華為激光雷達(dá)的電動車。媒體競相報(bào)道，贊美之情溢于言表，華為激光雷達(dá)究竟有什么黑科技?

華為與激光雷達(dá)有關(guān)的發(fā)明專利共42個，其中大部分處于審查階段，汽車人參考選取了其中最核心的7個專利，按照痛點(diǎn)(Why)、解決方案(How)、取得效果(What)思路，讓讀者對其核心技術(shù)有一個了解。

核心技術(shù)一：發(fā)射

專利1：一種地面環(huán)境的檢測方法和裝置(CN110114692A -審查中)

痛點(diǎn)：激光雷達(dá)對復(fù)雜的地面環(huán)境感知差。

解決方案：利用不同工作波長的激光掃描地面，依據(jù)不同波長激光下的反射強(qiáng)度判斷地面環(huán)境類型。

取得效果：提高了激光雷達(dá)對復(fù)雜地面環(huán)境的感知效果，更好地確定可通行路面。

專利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高，會對人眼造成傷害，但功率過低又無法滿足探測距離、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)生快門效應(yīng)，能降低瞬時輸出功率。

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，同時方案比較廉價。

專利3：多線激光雷達(dá)(CN108061904A -審查中)

專利4: 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)，探測器需要在高頻率、高電壓下工作，數(shù)量太多，信號串?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)置一個探測器，掃描轉(zhuǎn)鏡中包含多個反射鏡，可對同一激光束有不同反射角度，一個激光器實(shí)現(xiàn)多線掃描。

取得效果：激光雷達(dá)工作性能穩(wěn)定，成本價更低。

核心技術(shù)二：掃描

專利5：一種陣列轉(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;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)簡單、低成本、小型化的激光雷達(dá)。

專利6： 激光雷達(dá)(CN111308442A -審查中)

痛點(diǎn)：激光雷達(dá)掃描鏡只有一個反射面，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)射和接收兩個反射面，可以平行，也可以呈一個角度。

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

專利7：一種光探測系統(tǒng)及方法(CN111929700A -審查中)

痛點(diǎn)：同軸型激光雷達(dá)，探測光和回波信號是同光路設(shè)計(jì)，經(jīng)過同一分光元件，透射率或反射率是固定的，難以同時降低探測光損耗(降低反射比)和降低回波信號損耗(提高反射比)。

解決方案：采用兩個分光元件(其中一個偏振型)和兩個光探測器。

取得效果：同時實(shí)現(xiàn)探測光的損耗和回波信號的損耗最小化，并提高探測精確度。

小結(jié)

從以上專利分析來看，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、探測三個層面。

考慮到激光雷達(dá)競爭激烈、技術(shù)門檻高，核心技術(shù)國內(nèi)外玩家早已在專利上進(jìn)行了布局，要想在這些領(lǐng)域有突破其實(shí)很難。從這個角度上來講，華為的激光雷達(dá)不需要被捧上天，但還是有自己的東西，確實(shí)有點(diǎn)香。