“各类传感器已经足够出色，更需要的是提升处理能力。”

ADAS和自动驾驶技术的前景趋于复杂，部分原因是不同车辆可能为了解决不同的驾驶问题而安装各种不同的传感器。

未来的系统会减少传感器阵列的使用，但仍需结合多种传感器技术以保证安全性能。

尽管整个汽车行业都意识到了实现SAE L4级与L5级自动驾驶并非迫在眉睫的任务，而是长期的目标，但支持当前和未来ADAS系统及L3级自动驾驶的传感器技术仍在发展。在2023年CES上，30多家公司展示了不同类型的激光雷达技术，直观展现了激光雷达技术是目前汽车行业的宠儿。但行业专家认为如此多的技术数量不可持续，未来几年会有公司合并，也会有许多公司退场。虽然激光雷达广受青睐，比如Luminar在沃尔沃EX90上的高调亮相，但仍有许多公司寄希望于传感器技术——从球形雷达天线到当前摄像头视觉系统的改进。

位于密歇根大学安娜堡分校的MCity是自动驾驶汽车和网联汽车的试验场，Greg McGuire是该公私合营项目的常务董事，与多家供应商、OEM和研究机构都保持着紧密的联系。SAE与他讨论了传感器行业的现状以及发展方向，他对当前的趋势表示乐观。

McGuire认为，在未来，OEM可能会将传感器数据商品化，进而开发出传感器的更多用途。他说：“比如泊车辅助用的传感器，以前只产生泊车信息，但现在如果能将原始数据提取出来，就可以将其用于车道保持和避免近距离碰撞等更多用途，”因此，今后传感器的数量会越来越少。

激光雷达的领导者

在一年多的时间内，Luminar已经发展成为汽车激光雷达领域的领导者。其低调的设计已经或即将被多家汽车品牌采用，如沃尔沃EX90、极星3和上汽等。上个月，奔驰和Luminar宣布达成一项长期合作，奔驰将从2025年起在旗下车型中广泛应用Luminar的激光雷达。在2026至2030年间，奔驰预计届时将售出约100万辆配备Luminar产品的车辆。

Luminar在CES上展示了由其激光雷达驱动的AEB的昼夜有效性。其他演示活动包括模拟行人碰撞。（Luminar）

Luminar的当家产品是结合了砷化铟镓传感器的Iris激光雷达。公司表示这是汽车行业最敏锐的传感器，与公司的ASIC搭配能够实现最高动态范围。Luminar表示，单束1550nm激光产生的能量是905nm发射器的100万倍，“但不会伤害眼睛”。有趣的是，Luminar的CEO Austin Russell在CES上宣称，公司想走一条普通汽车产业供应商不会选择的道路。他说：“在消费者心目中，汽车已经从追求马力转变追求智慧，从奢侈产品转变成了科技产品。”虽然多数汽车供应商都愿意做白标解决方案，但Russell希望Luminar成为汽车消费者梦寐以求的品牌。

OpsysTechnologies是Luminar的竞争对手，其董事会执行主席Eitan Gertel表示，公司已经生产出首个真正不配备任何活动部件的固态激光雷达，为OEM和供应商提供了可靠且实惠的选择。（固态激光雷达领域还有许多其他公司，其中一些声称该技术最先是他们开发的。）

Opsys的小型激光雷达在单个收集器的两侧使用两个发射器。它可以放在挡风玻璃后面，这是其他激光雷达无法比拟的。（CHRIS CLONTS）

Opsys的系统拥有一个中央光线探测器，两侧各有两个发射器。系统能够以1000帧/秒的速率进行扫描，最远探测距离为300m（984英尺）。若以激光雷达系统的标准测量方法表示，该系统可以识别到150m处反射率仅为10%的物体，其物体检测速度比人类视觉快40倍左右。

来自两侧垂直腔表面发射激光器（VCSEL）阵列的单个光束由单光子雪崩二极管（SPAD）上的特定对应像素接收。（Opsys）

Opsys的激光雷达设备可以放在挡风玻璃后面，今后也有望放在车辆的其他玻璃后面。由于反射率的原因，目前的激光雷达设备很难做到这一点，所以激光雷达普遍存在“驼峰信号（lidar hump)”问题。Gertel说：“我们的设备不包含任何活动部件，因此可以对玻璃造成的任何偏差进行校准。”关于成本，激光雷达的制造商们不愿意多谈这类问题，因为产品价格会随着产量和应用场景的不同而出现波动。2022年2月，SAE报道OEM预计为每台激光雷达支付的费用约为1000美元。Gertel表示，Opsys系统的价格远远低于这一数字。MCity的McGuire预计，量产规模和OEM需求最终会促使传感器成本降至100美元左右。当然，任何供应商都要历经量产能力的考验。

2022年，中国的图达通（Innovusion）向BEV制造商蔚来交付了5万台激光雷达装置。一位图达通的发言人表示，公司有能力在2023年实现30万台的产能目标。其最新产品猎鹰（Falcon）能够在250m（820英尺）的范围内检测到反射率为10%的物体，且最大检测范围可达500m（1600英尺），高于公认的必要距离。

负责监督Innovusion自动驾驶汽车激光雷达项目的Jason Ferns展示了其Falcon激光雷达生成的高分辨率点云。（CHRIS CLONTS）

球形雷达日渐式微？

来自亚利桑那州的Lunewave提供基于球形龙勃（Luneberg）天线的雷达系统，公司称其性能优于标准的雷达系统。Lunewave的最新一代3D打印天线的体积缩小了25%，半径为30mm。公司CEO辛江说：“我们的传感器解决方案实际上是一种设计并量产球形龙勃（Luneberg）天线的专利技术。”他表示，该公司是世界上唯一一家“不仅可以设计，还可以量产”球形龙勃天线的公司。

Lunewave的3D打印雷达天线。由于每个接收器的角度都是已知的，因此减少了对处理器的需求。（CHRIS CLONTS）

辛江说，汽车使用的标准雷达的有效检测范围只有15－20度。因此，汽车制造商要在汽车上安装多达20到30个传感器才能弥补这一缺陷。他说，龙勃透镜的球形结构“意味着只需安装一个雷达就能拥有宽广的视野范围，不仅在方位角或XY平面，在垂直方向上也能保持一致的高性能。”

龙勃天线可以帮助雷达传感器达到的宽度和距离，这意味着每辆车需要更少的天线。（Lunewave）

辛江表示，公司正在与一家德国OEM进行合作，以推出支持SAE L3级自动驾驶的新一代设备。他说：“单个雷达即能实现160度的方位角和90度的仰角，这是前所未有的进步。”即使在一台车辆上安装多个龙勃传感器，其信号处理的需求也很少。“这是因为球形天线由多个单向接收器组成，因此角度计算在硬件上就完成了。”Xin认为，减少每辆车所需的传感器数量是降低成本的关键所在。MCity的McGuire对这种在77 GHz高频下运行的技术表示出兴趣。他说：“我们对旧的低频雷达进行一些研究，它们很难区分静止物体和汽车之类的移动物体。所以高频雷达真的很有意义，因为它的区分度更高，这非常不错。”

软件驱动的立体视觉系统

Nodar的总部位于马萨诸塞州萨默维尔市。公司CEO Leif Jiang认为，双目视觉系统，比如公司的Hammerhead系统（因类似锤头鲨的宽眼距而得名），可以作为汽车和商业应用解决方案。Nodar是“native optical distance andranging（原生光学距离和测距）”的首字母缩略词。Jiang常听到别人将自家产品与斯巴鲁的EyeSight安全系统相比，后者由两个靠近的摄像头组成，置于挡风玻璃的中央。他解释说：“摄像头不一定需要放在一起。我们可以去掉沉重的隔断，把这些摄像头安装在车身外侧（比如侧视镜），这样就能得到极宽的距离基线，从而精确地测量周围所有物体的位置。”

Nodar联合创始人兼首席执行官Leif Jiang展示了与典型的激光雷达相比，其双摄像头系统在所有光线条件下的有效性。（CHRIS CLONTS）

Nodar的COO Brad Upton表示，与车顶等宽的Hammerhead“能够以惊人的精度检测到一千米范围内的物体。”这是什么样的精度呢？Nodar表示，公司的软件产品可以传输高达500万像素/帧的点云（一种空间坐标数据集），传输速率至少是多数激光雷达的5倍。并且，它能够在大约500英尺（152m）处识别出一块4英寸厚（10cm）的砖块。Upton说，能够直接使用信号而非AI对这些数据进行实时处理是一个巨大优势。“尽管围绕AI神经网络有很多天花乱坠的宣传，但对我们而言，信号处理技术是已知并且可以预测的，而且它的处理速度非常快。我们认为，对于这种重要的安全应用而言，实时信号处理技术相当关键。”

因为展示的需求，相机被横杆举起，但它们可以被放置在侧视镜等不太显眼的结构中。（CHRIS CLONTS）

Hammerhead是一款软件解决方案，可以与成品摄像头、GPU（如英伟达、骁龙等品牌）协同工作。虽然这款软件十分先进，但其实与用于智能手机摄像头的图像稳定软件的原理类似。Upton说：“它可以操作离得较远的透镜的独立活动，也可以提供极高的精度，能在150米外检测一块10cm（4英寸）的砖块。此外，我们的系统还有一个特色——道路检测，它能判断路面上是否有物体。”

Nodar的高管知道，他们的系统很可能会和其他系统协同使用。

Nodar传感器的理想组合是什么？Upton认为这取决于具体应用：“在实现SAE L3级自动驾驶方面，我们认为激光雷达的成本是一个难题，不过我们可以解决这个难题。与雷达的协同使用可能是一个行之有效的解决方案。

热成像技术填补市场空缺

Adasky的热像仪可以探测夜间或某些天气条件下看不到的车辆和物体。（CHRIS CLONTS）

来自以色列的热成像摄像头制造公司Adasky可不曾认为其产品可以替换其他类型的传感器。相反，这家公司经常使用“增强”一词来描述其产品在某些场景中为可能出现故障的ADAS系统起到的辅助作用。在CES期间，Adasky北美公司负责人Bill Grabowski在拉斯维加斯举行的一次夜间街头演示中说：“如果夜间或恶劣天气仍被认为是异常情况的话，那么我们永远无法实现出色的事故避让。”Adasky的被动式摄像头小到可以藏在手心，无需主动发射光线就能检测行人等物体。它能够以30度视场角（FOV）识别328英尺（100m）的距离，或者以18度FOV识别656英尺（200m）的距离。该公司目前正在与一家暂时不公开名称的美国OEM进行合作。

Adasky的夜间道路演示表明，它可以在拥挤的交通条件下检测物体及其相对距离。（CHRIS CLONTS）

虽然传感器市场竞争激烈，OEM有许多ADAS和自动驾驶系统组合可供选择，不过MCity的McGuire认为现阶段各类传感器已经足够出色，更需要的是提升处理能力。。

McGuire表示：“对于这些公司而言，首先是要发展算力（驱动AI并使用传感器创建的数据），其次是想办法把新产品安装到汽车上，而不是寻找新的超高性能传感器。”