近年来，随着自动驾驶功能的发展和进步，汽车行业见证了传感器技术的显著进步，其中一项突出的创新引起了人们的极大关注：3D光探测和测距，即激光雷达（LiDAR）。利用激光测量距离技术可以创建周围环境的精确3D地图，已成为感知能力的游戏规则改变者，尤其是在汽车行业。
进入2024年，激光雷达的采用达到了新的高度，虽然其最初融入汽车行业旨在解决现有传感器的局限性，但最新研究表明，其采用趋势发生了一些变化。如IDTechEx《激光雷达2024-2034:技术、参与者、市场和预测》报告所说：性能考量不再只是推动激光雷达在汽车应用中采用的唯一因素。
未来10年近百亿美元市场
IDTechEx预计，到2034年全球汽车激光雷达市场将达到95亿美元。随着光束导引（beam steering）技术的创新、激光雷达收发器组件的性能逐步提高，成本也在逐渐降低，汽车行业对激光雷达的需求也推动了大量投资和行业的快速发展。这些努力有望使激光雷达在传统用途和汽车之外的更广泛的应用场景中实现。
3D激光雷达：细分市场和应用
激光雷达让更多机器看到世界
激光雷达代表光探测和测距，是一种存在了几十年的测距技术，其悠久的历史可以追溯到20世纪60年代左右激光发明后不久。其后，激光雷达已经应用于测绘、军事、考古、农业和地质等领域。
直到21世纪初，该技术才开始在商业汽车中得到应用。这得益于采用光束导引系统提供3D信息的3D激光雷达的发展。光束导引技术的发明使激光雷达能够到达3D空间，扩展了使用场景。
激光雷达系统配备先进的波束控制机制，与摄像头、雷达和超声波系统等传统传感技术相比，它具有无与伦比的优势。通过提供高分辨率的3D点云和精确的距离检测，激光雷达增强了安全性和感知能力。
3D激光雷达是一种光学感知技术，使机器能够看到世界、做出决策并实现导航。目前，使用激光雷达的机器范围从小型服务机器人到大型自动驾驶汽车。但是，快速发展的激光雷达技术和市场留下了许多不确定的问题需要回答。
激光雷达系统中的每一个组件都有许多选择，技术领域充满了混乱。分析表明，每个激光雷达厂商和激光雷达用户必须做出四个重要技术选择：测量过程、激光、光束控制机制和光电探测器。光束导引机构是最复杂和关键的选择，而发射器和接收器（收发器）在未来降低激光雷达成本和进一步提高性能方面将发挥重要作用。
激光雷达分类
厂商产品因技术组合而异
激光雷达市场的竞争非常激烈，该领域的大多数参与者都声称提供了一种独特的、优于竞争技术的下一代产品。从技术格局来看，通过对关键组件和测量方法的众多技术选择，可以生成各种技术组合，使在这个领域竞争的厂商彼此与众不同。
激光雷达技术组合选择
不过，选择并不是无限的。某些组件可以更好地与特定技术配合使用，例如与边发射激光器（EEL）相比，垂直腔表面发射激光器（VCSEL）是3D闪光激光雷达更受欢迎的选择；VCSEL在905nm波长下已经很成熟，而使用短波长红外（SWIR）可能很难实现。由于更多的技术挑战，诸如MEMS与FMCW的常见组合也比较少。
毋庸置疑，今天做出的技术选择将对未来激光雷达的性能、价格和可扩展性产生巨大影响。激光雷达市场的现状不会永远持续下去，因为肯定会出现获胜的技术和参与者，并不断巩固其技术和商业版图。
IDTechEx研究总监Xiaoxi He博士认为，尽管与现有传感器相比，激光雷达的最初吸引力在于其独特的价值主张，但目前和不久的将来在汽车行业的采用往往是由性能之外的因素驱动的。汽车制造商往往选择与市场需求和技术进步相一致的激光雷达系统，以平衡趋势对接、积极推广以及为未来更新做好硬件准备。
这方面的一个例子是光束导引技术的采用。激光雷达系统中光束导引技术的开发和创新一直是各初创企业和主要参与者的主要关注点之一。目前有四大技术主导着该领域：机械、MEMS、光学相控阵（OPA）和闪光。最初，360°机械旋转激光雷达优势突出，特别是在Robotaxi的发展中。不过，其高成本和可靠性问题让汽车行业的使用者望而却步。
半固态或混合式机械光束导引技术，如转镜、MEMS和棱镜，正在获得越来越多的吸引力，以往MEMS面临的可靠性问题的挑战已经解决。例如，速腾聚创（RoboSense）激光雷达MEMS振镜模组已通过AEC-Q100认证，成为目前全球唯一通过该认证的激光雷达扫描器件。旋转反射镜因其可靠性和成本效益也受到Tier 1和汽车制造商的青睐。闪光激光雷达在短探测距离很受欢迎，而OPA被视为一个有前途的发展方向。
纯视觉还是传感器融合
特斯拉是一家有代表性的公司，在电动汽车，特别是自动驾驶领域引领着行业方向。不过，在纯视觉还是传感器融合这个问题上，特斯拉显然是在纯视觉阵营，而大多数汽车汽车制造商都在追求将激光雷达作为解锁未来的传感器融合方案。
不可否认，对冗余度的需求和对3D信息日益增长的需求使激光雷达越来越有吸引力。汽车ADAS和自动驾驶汽车市场的竞争有助于为激光雷达提供一个机会，使其以更低的价格和更高的可靠性被其他应用市场所接受。
从材料供应商到汽车制造商，激光雷达供应链的努力不仅为传统材料和零部件公司提供了机会，而且通过即将到来的创新也为消费者提供了新的生活方式。
全球激光雷达厂商分布
性能固然重要，其他考量更重要
将激光雷达集成到汽车行业的最初目的是利用其独特的优势来解决摄像头等现有传感器的局限性，这一点经常被许多激光雷达初创公司所强调。
虽然激光雷达的性能仍然至关重要，但成本效益、可靠性、供应链效率和易于集成等因素占据了C位。这些因素不仅影响技术选择，还为激光雷达继续发展和塑造汽车以外的行业应用铺平了道路。
2024年，行业已经解决了许多激光雷达的采用问题。不过，最近的研究也表明，目前和不久的将来在汽车应用中采用激光雷达主要不是出于性能考虑。与Tier 2激光雷达公司相比，汽车制造商和Tier 1有着非常不同的考量，后者更多地关注技术进步和性能改进，而前者同等或更多地重视其他因素：成本、可靠性、汽车认证可能性、供应链、大规模生产能力、可扩展性和易于集成等。
中国是激光雷达沃土
中国市场和非中国市场的格局表现出非常不同的行为。可以看到，许多中国汽车制造商正在迅速推进在汽车中配备激光雷达。
L3+级自动驾驶汽车市场和预计激光雷达配置
事实上，在这个阶段采用激光雷达，在仍然有限的性能和价格较高之外，他们采用的驱动因素还包括以下几个方面：做差异化；先安装硬件，以便稍后进行空中传送（OTA）更新；用于冗余目的；出于营销目的，将激光雷达车辆与更高的自动化和智能化联系起来；用于后续传感器融合和模型训练的数据收集。
激光雷达厂商地理分布
未来见解
很显然，激光雷达在汽车领域的应用具有显著优势。激光雷达具有高精度、高分辨率及抗有源干扰能力强的特点，使其在复杂环境中仍能表现出色。此外，激光雷达的响应速度快，能够实时捕捉目标物体的运动信息，有助于车辆及时做出决策和控制。
目前，激光雷达面临的挑战还是制造成本仍然较高，这在一定程度上限制了其在大规模市场中的应用。同时，激光雷达在恶劣的环境条件下（如雾、雨、雪等）性能可能会受到影响，因此在设计和应用过程中需要充分考虑环境因素。
另外，在传感器配置方面，除了激光雷达外，ADAS和AV还需要配备其他类型传感器，如毫米波雷达、超声波雷达、摄像头等，以实现多传感器融合，提高环境感知的准确性和可靠性，因此，高性能处理器和足够的内存必不可少。
ADAS/AV传感器融合最低硬件要求
随着技术的不断进步和市场的不断发展，我们有理由相信，未来汽车将会在激光雷达等传感器融合的加持下越来越智能、安全和高效。
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