在学术界，发表在顶级期刊上的论文往往被视为具有较高学术水平和研究价值的代表作，而世界上最顶级、最权威的三大学术期刊，莫过于《Nature》、《Science》、《Cell》。
近日，《Nature》刊发了一篇关于激光雷达的最新论文，该技术突破，有望让激光雷达在自动化、自动驾驶和机器人技术领域的广泛应用又向前迈出一步。
随着不断的技术突破，激光雷达已成为未来最重要的传感器赛道之一。当前，我国在激光雷达领域已取得一定优势，中国激光雷达厂商占全球50%份额，在车载激光雷达领域，我国参与制定国际标准获得重大进展，国产激光雷达企业纷纷踏上金融市场。
激光雷达最新《Nature》论文！这个技术获突破！有望加速激光雷达普及！
6月28日，世界顶级期刊《Nature》刊发了一篇关于激光雷达（LiDAR）的最新论文，论文标题是《Frequency–angular resolving LiDAR using chip-scale acousto-optic beam steering》（使用芯片级声光光束控制的频率角分辨激光雷达）
▲来源：Nature
凭借其卓越的成像分辨率和范围，光探测和测距(LiDAR，激光雷达)正迅速成为包括自动驾驶车辆和机器人在内的智能自动化系统不可或缺的光学感知技术。下一代激光雷达系统的开发迫切需要一种在空间中扫描激光束的非机械光束控制系统。目前已经开发了各种光束控制技术，包括光学相控阵、空间光调制、焦平面开关阵列、色散频率梳和光谱时间调制等。然而，其中许多系统仍然体积庞大、脆弱且昂贵。
基于此，华盛顿大学Li Mo等人报道了一种片上声光波束控制技术，该技术仅使用单个千兆赫兹声波换能器将光束引导到自由空间。该技术利用布里渊散射的物理特性，即不同角度的光束被标记为独特的频移，使用单个相干接收器在频域内解析物体的角度位置，从而实现频率-角度分辨激光雷达。
作者展示了一个简单的器件结构、光束偏转的控制系统和频域检测方案。该系统实现了18°视场、0.12°角分辨率的调频连续波测距，测距距离可达115 m。该演示可以扩展为一个阵列，实现具有宽二维视场的微型、低成本的频率-角度分辨LiDAR成像系统。这一发展标志着激光雷达在自动化、导航和机器人领域的广泛应用迈出了一步。
▲基于AOBS（声光光束控制）和芯片级器件的远距离激光雷达原理
该论文的作者为华盛顿大学电气与计算机工程系的Bingzhao Li, Qixuan Lin & Mo Li，以及华盛顿大学物理系的Mo Li。该项目获得美国国家科学基金会的融合加速器计划（Convergence Accelerator programme）和 DARPA MTO SOAR 计划的支持。
更详细论文信息请在《Nature》官网查看：
Li, B., Lin, Q. & Li, M. Frequency–angular resolving LiDAR using chip-scale acousto-optic beam steering. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06201-6
激光雷达，自动驾驶、机器人核心传感器，未来5年，最重要的赛道之一
如果问这几年，传感器领域最热门的赛道有哪些？那么，MEMS和激光雷达肯定在回答里面。
目前，全球智能驾驶需求旺盛，智能驾驶分为感知、决策、控制三大核心环节。激光雷达综合性能最优，是智能驾驶感知层面硬件之首。
此外，在机器人领域，激光雷达凭借良好的指向性及高度聚焦性已成为移动机器人的核心传感器，同时也是目前最稳定、可靠的定位技术。机器人采用的定位导航技术是以激光雷达SLAM为基础，增加视觉和惯性导航等多传感器融合的方案帮助机器人实现自主建图、路径规划、自主避障等任务。
根据前瞻研究院，从可靠度、行人判别、夜间模式、恶劣天气环境、细节分辨、探测距离等方面来对比，激光雷达是三种环境传感器中综合性能最好的一种，而且，其产品优势将随着消费与智能驾驶需求提升而愈发凸显。
根据著名分析机构 Yole 的预测，2027年全球激光雷达市场将从2021年的13亿美元增长到63亿美元，年复合增长率22%。其中高级辅助驾驶（ADAS）2021年市场将达到20亿美元，年复合增长率达73%！此外，无人驾驶汽车（Robotic cars）市场将达到6980万美元，年复合增长率达28%。
▲来源：Yole
受益于无人驾驶、高级辅助驾驶（ADAS）和服务机器人领域的需求，激光雷达有望迎来高速增长期。据 Velodyne 预测，2022 年 智能驾驶将占总市场规模的 60.5%，成为激光雷达产业最大的增长极，工业、无人机、机器 人领域各占比 24.4%、8.4%、4.2%。
根据沙利文的统计及预测，受无人驾驶车队规模扩张、 激光雷达在高级辅助驾驶中渗透率增加、以及服务型机器人及智能交通建设等领域需求的推 动，激光雷达整体市场预计将呈现高速发展态势，至 2025 年全球市场规模有望达 131.1 亿 美元。
▲来源：安信证券
未来5年，激光雷达仍然是传感器领域里，增长最迅速的赛道之一。各家研究机构均对激光雷达，尤其是车载激光雷达给出了高成长率预测。
中国企业在已在车载激光雷达赛道具备全球竞争力，拥有广阔的成长空间。
我国首次牵头制定激光雷达国际标准建设获得重大进展！
2023年6月28-29日，国际标准化组织道路车辆委员会电气、电子部件及通用系统分技术委员会（ISO/TC22/SC32）2023年度会议在英国伦敦召开。我国将参与3项汽车雷达ISO国际标准的建设，这是我国首次牵头/联合牵头汽车雷达领域的ISO国际标准项目。
这次会议中，由中国牵头/联合牵头提出的3项与汽车雷达PWI项目获得重大进展，3项标准分别为ISO/PWI 13228《道路车辆 激光雷达试验方法》、ISO/PWI 13389 《道路车辆 外部感知毫米波雷达探测性能试验方法》、ISO/PWI 13377《道路车辆 毫米波雷达的协同干扰抑制》。会议讨论并决议如下：
- 如果IS 13228和IS 13389的NP（New work item proposal）和TR 13377的CIB(Committee internal ballot)获得批准，SC32支持新项目IS 13228、IS 13389和TR 13377计划；
- 如果IS 13228、IS 13389和TR 13377三个项目中的任何一项获得批准，SC32同意将3个AHG合并，成立一个新WG。
▲来源：中国汽车标准化研究院
我国首次牵头参与车载激光雷达、车载毫米波雷达的ISO标准建设，意味着我国参与了该领域的全球标准建立，将对我国企业进入相关产业，建立完善的车载激光雷达、毫米波雷达产业链，奠定重要基础。
这方面，可以参考我国华为、中兴等企业参与4G、5G通信标准的制定，对于我国通信产业的影响。更关键的是，汽车产业是国家支柱性产业，激光雷达、毫米波雷达对未来我国汽车产业发展有着重要作用。
所谓无规矩不成方圆，我们常说“一流企业做标准、二流企业做品牌、三流企业做产品”，参与制定标准，是我国企业在全球领域里具备话语权的重要体现。
一年增长27%！中国激光雷达市场份额占全球50%！强悍实力，已具备全球竞争力！
本次标准制定中，我国牵头车载激光雷达标准的建设，这与我国企业在激光雷达领域的实力离不开关系。
市场份额是实力的最好体现，根据市场咨询公司Yole发布的《LiDAR 2022 - Focus on Automotive and Industrial》报告显示，全球汽车和工业激光雷达市场，中国企业市场份额占据50%。而此前一年，2021年的报告中，中国厂商仅合计占据全球激光雷达市场23%份额，一年来中国激光雷达厂商全球市场份额增长了27%！
▲2022年激光雷达市场份额，来源：Yole
从激光出货量上看，我国禾赛科技、速腾聚创、华为、大疆览沃等企业名列全球前列。
▲激光雷达出货量水平，来源：Yole
根据Yole的激光雷达总体市场份额数据，2018-2020 年期间全球激光雷达市场份额主要集中于测绘（Trimble，HexagonAB，Topcon）、工业（SickAG）等传统领域的激光雷达厂商手中，其中Velodyne和Waymo呈逐年下降趋势，Valeo 和国内厂商禾赛科技、速腾聚创逐步上升，而其他诸多厂商市占率较低，逐步退出市场。
▲来源：中信建投
此外，在技术方面，国产激光雷达厂商也已掌握核心技术，此前速腾聚创RoboSense宣布，其激光雷达MEMS振镜模组通过了AEC-Q100认证，成为目前全球唯一通过该车规级认证的激光雷达扫描器件。
在激光雷达领域，速腾聚创、大疆览沃、华为、禾赛科技等企业，已经具备与法雷奥、电装公司、大陆集团等全球巨头竞争的实力！
今年以来，多家激光雷达企业纷纷走上资本市场，通过融资进行快速扩张，禾赛科技成为国产激光雷达第一股（参看《国产激光雷达第一股诞生！》），速腾聚创也于近日向港交所递交IPO申请书，有望成为港股激光雷达第一股。（参看《百亿激光雷达独角兽IPO》）
结语：技术突破加速激光雷达市场普及，国产厂商取得竞争优势！
激光雷达作为新兴的传感器技术，在自动驾驶、机器人、工业自动化等许多领域，有重要作用，是这些领域的核心传感器。随着技术的不断突破，将加速激光雷达在下游应用市场的渗透，激光雷达已成为未来最重要的传感器赛道之一！
激光雷达等领域，是我国少数牵头参与全球标准建设的传感器领域。究其原因，是中国企业在许多传感器领域的市场份额不足，实力太弱，参与不了标准的制定。
随着禾赛科技、华为、速腾聚创、大疆览沃、镭神智能、北醒光子、北科天绘等国产激光雷达厂商的崛起，中国力量正在全球范围内重塑这条千亿赛道，制定中国标准！
随着我国对智能磁传感器产业的重视，以激光雷达为代表，我国正在某些传感器赛道取得竞争优势！
本文部分资料来自：
半导体技术情报《激光雷达，最新Nature！》
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