基于新一代SPAD架构的长距激光雷达

2023年注定是不平凡且跌宕起伏的一年。从燃油车销量的加速跌落到新能源赛场“刀刀见血”的价格大战，让所有人都感受到了新能源时代变革的疯狂；在BEV、大模型等人工智能技术革新浪潮的带动下，自动驾驶应用也经历了低开高走的跌宕起伏：从最早的智驾功能不被认可，到后来智驾体验突飞猛进般的提升，进而成为绝大部分购车者的必选项。

在过去一年，我们目睹了智驾应用拐点的到来，也看到了整个行业在智驾上的白热化竞争。但在现实经济大环境的背景下，拼价格、抢份额似乎成了整个行业生存的潜意识；如何“降本增效”的同时，保持智驾作为汽车产品的核心卖点，成为了一个既要又要的命题。 对于激光雷达，何尝不是如此？从年初对激光雷达必要性的质疑和纯视觉方案的推崇，到后来带有激光雷达的智驾方案体现出价值并被消费者接受，以及整体激光雷达出货量的不断攀升，无不体现着行业的日新月异。但一时的顺风并不能代表什么，我们依旧需要思考并践行：激光雷达应该走向何方？  

一径科技认为，整个行业迫切需要通过技术创新实现激光雷达架构的革新，让激光雷达不再是少数车型的昂贵装饰，不再是一个让车企又爱又恨的“精密仪器”。

在智驾普及的前夜，ZVISION EZ6带头喊出“LiDAR平权"的口号， 以“实现整车智驾降本诉求，提供好用的激光雷达”为目标，推动激光雷达在智驾大规模应用，让更多消费者享受到配备激光雷达的高阶辅助驾驶带来的安全又老练的智驾体验。

如果说负重前行是2023年的写照，那么轻装上阵则是2024年的主旋律。2024年1月2日，一径科技正式发布面向ADAS前装量产的、基于新一代SPAD架构的高性价比长距激光雷达：ZVISION EZ6 ！

PART.1

全新SPAD架构开启数字化激光雷达时代    

高集成度SPAD架构，引领激光雷达千元时代

暂时抛开“降本增效”这个大趋势不谈，单看LiDAR这个车载传感器本身，最为车企所诟病的一点就是太贵了——诚然，整个行业多年努力已经将LiDAR的价格从最初的十几万元降低至大几千元，但这仍然不够，毕竟同属智驾关键传感器的Camera只要几百元，整车对于LiDAR依然有强烈的降本诉求。然而时至今日，前装量产的一众长距LiDAR，价格仍然在3000～4000元左右，这也是LiDAR上车声量大但装车率低的最根本原因。

ZVISION EZ6 以“满足主流应用的最高性价比”为市场核心需求和根本出发点，通过全新一代的SPAD激光雷达架构，保证产品满足高阶智驾所需性能的同时，实现了LiDAR成本的实质降低。

该架构核心器件是应用在接收端的堆叠式单光子雪崩二极管（SPAD）深度传感器，它结合了前端大规模的单光子像素阵列和后端高速信号处理芯片，可以直接将前方的多脉冲光子信号进行高灵敏度的探测，并对其进行飞行时间测量（TOF），通过累积直方图的方式直接得到距离、信号强度等激光雷达关键信息。

与传统的基于SiPM或者APD的激光雷达架构相比，SPAD一颗芯片替代了以往光电前端→放大链路→模数转换→数字信号处理的绝大多数分立元器件，大大简化了架构复杂度；同时，得益于核心距离信息获取在SPAD SOC已经完成，后端仅需配备一颗超低算力的处理器即可完成激光雷达所有的信号处理。

ZVISION EZ6有效提升了激光雷达接收端集成度并降低了对核心处理器算力资源的要求，实现了接收端链路实质的降本。同时，EZ6在发射端也采用了高集成度的最新的VCSEL 线阵芯片，以取代过往单点VCSEL阵列的高成本方案。

通过架构创新实现激光雷达的高度芯片化和集成化，EZ6的整机成本得到了有效的降低，其价格率先打破2000元的边界，真正进入“1”打头时代。此外，该降本增益在激光雷达向高线束演进（如128→192）的时候更为明显，体现了数字化雷达的优异性，正所谓“加量不加价”。也正是通过架构创新，一径科技才能实现良性降本，在提供有价格吸引力和性能竞争力的优质产品的同时保证公司未来业务的健康有“利”的发展。      

激光雷达数字化，换芯即焕新

通过前端SPAD像元规模数量的增加及后端数字信号处理的带宽与能力的提升，SPAD芯片可以在成本没有显著增加的情况下实现性能质的飞跃。直接体现在激光雷达上，是扫描线束的增加、测距能力的提升或者是帧率的增加；对于SPAD架构的激光雷达而言，换芯即焕新！

此外，得益于数字化的架构，SPAD芯片可以根据不同的像元组合和使用方式，具备角分辨率和探测距离的灵活调节能力，能够满足未来高阶智驾对于LiDAR灵活ROI的需求——软件定义激光雷达不再是梦。

在工程落地方面，SPAD技术路线可以对发射、扫描、接收等部分做出更加低耦合的模块设计，使LiDAR整体架构平台化。后续的产品升级（角分辨率、测距能力或帧率的提升）或者产品形态演进（纯固态架构、补盲产品或者舱内方案）可以在同一技术框架下快速开发迭代，以充分利用平台化积累的开发经验和算法能力，从而实现开发资源的复用。

更重要的是，基于同平台下的家族化产品演进，虽然产品形态发生变化，能力变强了，但其输出的点云特性却具备延续性。客户对其不会有陌生感，同时客户在广泛工况下，特别是针对corner case场景，所积累的针对激光雷达的优化工程都会得到有效的复用，避免了在激光升级换代进程中重复的适配工作，真正实现了增量式的自动驾驶开发。

PART.2

ZVISION EZ6  一颗好用的激光雷达

面向车规量产市场，要定义一款足够有吸引力的激光雷达，仅有低成本是远远不够的，还需要足够好用，以确保客户在自动驾驶开发过程中最大化的利用其价值。作为一径科技“平权”力作的EZ6，可在性能和成本上取得了非常完美的平衡。

192线，更清晰

ZVISION EZ6具有业界领先的192线垂直扫描线数，较传统的方案提升近50%，在立体空间解析力上面又上了一个台阶。其图像级的点云特征能够确保出色的感知能力，与图像信息能够深度的融合；同时，EZ6输出的点云均匀规整，相比于非均匀的点云，能够减少感知网络适配的不确定性，降低初期工程的适配成本。   更重要的是，192线的分辨力对于视野内的低矮物体，如前方的小障碍物、路沿等，能够提供更多高度方向的点云信息，从而将低矮物体能够有效的从地平面上区分出来，实质提升通用障碍物的识别能力。

一款LiDAR好用，除了性能以外，更重要的是要让客户用的舒心，降低在自驾开发过程中，对于激光雷达的“伺候”成本。因此，EZ6在工程化上也做了诸多考量，充分利用新一代SPAD架构的优势，解决过往激光雷达量产过程中所暴露过的问题，“站在先行者的肩膀上”，努力做出更好用的激光雷达产品。    

小体积，易集成

得益于SPAD架构的高度集成化，EZ6做到了元器件上的大幅减少，进而显著缩小了传感器内部所需的PCB面积。再结合一径多年积累的紧凑型光机设计经验，EZ6将激光雷达的尺寸做到了极致的110 x 110 x 45（单位：mm，W x D x H），在车企客户“降本增效”的过程中，可以轻易实现直接替换。 此外，EZ6超低的功耗（<15W）可以很好的降低客户在原有散热架构下的散热风险，在极端的工况下能够获得更加稳定的传感器表现。    

脏污雨天不再担忧

目前业界存在的痛点是，激光雷达的性能一到雨天就有较大的恶化，进而造成整车智驾ODD受限，也给了大众一种“激光雷达太金贵”的感受。 EZ6基于行业痛点和本质诉求的分析，在设计上尽量减小雨天的影响，增加异常天气鲁棒性。例如，EZ6在光窗挂水的情况下不会出现“缺点”、“空洞”等异常现象。    

同时，ZVISION EZ6对脏污的抵御能力也很强，并且配备了先进的脏污检测算法。不会因为轻微脏污而出现点云异常，即便出现了脏污，EZ6也能够准确地上报脏污信息，这也解决了智驾LiDAR“长时间运行后光窗脏污导致功能异常，有脏污却无法有效判断”的痒点，真正让客户用得放心，用得舒心。

PART.3

ZVISION SPAD产品矩阵助力智驾再上层楼 得益于SPAD架构的可扩展性，其激光雷达产品可以根据市场需求实现演进。产品性能上，可以实现角分辨率、探测距离和帧率的提升。产品形态上，能够从半固态向固态演进，从舱外扩展至舱内，从前向激光雷达扩展至大角度补盲激光雷达。 围绕着SPAD架构，一径科技推出了全应用场景产品矩阵，以满足未来在低成本推进城市NOA应用的大背景下的激光雷达差异化需求，敬请期待！

审核编辑：黄飞