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機械式lidar是指其發射系統和接收系統存在巨集觀意義上的轉動，也就是通過不斷旋**射頭，將速度更快、發射更準的雷射從「線」變成「面」，並在豎直方向上排布多束雷射（即32線或64線雷達），形成多個面，達到動態3d掃瞄並動態接收資訊的目的。
機械式lidar拉開自動駕駛的序幕
2023年5月，谷歌（google）自動駕駛汽車正式獲得了美國內華達州車輛管理局（dmv）頒發的執照，這是美國歷史上為自動駕駛汽車頒發的第一張執照。同樣重要的是，雷射雷達（lidar）也首次正式在自動駕駛汽車上露臉。
谷歌自動駕駛汽車
這個被放置在車頂上被戲謔為「全家桶」的裝置其實就是汽車的「眼眸」——lidar。這個「全家桶」不僅尺寸醒目，**也是讓人瞠目——7萬美元。這就是lidar最初也是迄今為止最為成熟的量產形態——機械式lidar。
lidar的主要構成要素可概括為發射系統、接收系統和訊號處理系統。lidar系統的核心元件主要有雷射器、掃瞄器及光學元件、光電探測器及接收ic，以及位置和導航器件等。
lidar的主要構成要素
所謂機械式lidar，是指其發射系統和接收系統存在巨集觀意義上的轉動，也就是通過不斷旋**射頭，將速度更快、發射更準的雷射從「線」變成「面」，並在豎直方向上排布多束雷射（即32線或64線雷達），形成多個面，達到動態3d掃瞄並動態接收資訊的目的。以「全家桶」為例，也就是由velodyne生產的第一代機械式lidar（hdl-64e），豎直排列的雷射發射器呈不同角度向外發射，實現垂直角度的覆蓋，同時在高速旋轉的馬達殼體帶動下，實現水平角度360度的全覆蓋。因此，我們可以看到「全家桶」在汽車行駛過程中，就一直處於360度旋轉狀態中。
機械式lidar主要構成要素
velodyne生產的第一代機械式lidar（hdl-64e）結構示意圖
瑜不掩瑕，機械式lidar難逃「先烈」的命運
機械式lidar作為在自動駕駛車輛上最先應用的雷射雷達產品，具有以下優點：
1. 掃瞄速度快：掃瞄速度只決於發射模組的電子學響應速度，不受材料的特性影響，可以實現比光學相控陣更高的掃瞄頻率。
2. 接收視場小：這種掃瞄技術是一種發射和接收同步掃瞄技術，接收視場小，抗光干擾能力強，訊雜比高。
3. 可承受高的雷射功率：這種掃瞄技術完全是在自由空間中進行，可以採用高峰值功率的雷射脈衝進行高訊雜比的探測。
但是機械式lidar因為運動部件較多，除了**高居不下以外，還存在較多不足之處。特別是用於自動駕駛汽車，存在如下缺點：
1. 結構笨重，馬達和多面體稜鏡的重量和體積較大，容易造成機械磨損，不利於長時間運轉使用。可靠性隨著時間逐漸降低，對於以「安全性」為首位的自動駕駛汽車來講，這是無法接受的致命缺陷。
2. 光通過每乙個多稜鏡的表面時，都會經歷一段較短的不能接受光訊號的時間，降低反射訊號接收比，使得訊號接收比大幅降低。
3. 裝調工作量大：需要將發射和接收模組進行精密光學對準裝配，工作繁複，工作量大，大批量生產難度大。
機械式lidar vs. 固態lidar
未來，lidar在自動駕駛領域，體積、**、安全性、量產能力都是綜合考量的因素。從目前雷射雷達的業界聲音來看，機械式lidar僅僅是過渡產品，未來應該是混合固態lidar和全固態lidar的天下。瑜不掩瑕，機械式lidar最終難逃「先烈」的命運！ 下面，讓我們一起看看lidar企業的發展布局吧。
細數機械式lidar企業，窺見未來lidar技術方向
1. velodyne
從技術方向看，velodyne公司後續產品在俯仰方向（垂直於水平面方向）均採用了電子掃瞄技術，在方位方向（水平方向）採用機械360度旋轉掃瞄。技術路線已經從機械式lidar逐步轉向混合固態lidar，但全固態lidar的產品暫時還沒看到。
velodyne公司現有產品及主要引數
2. quanergy
quanergy公司的產品系列主要包括三款lidar：m8、s3和s3-qi，以及利用lidar開發的新一代安防解決方案q-guard。m8是quanergy推出的第一代lidar，採用8個2d線性雷射掃瞄器，屬於機械式lidar。隨後，相繼發布的產品都開始走固態lidar路線。s3號稱是全球首款全固態lidar，採用了光學相控陣技術，不含任何旋轉活動部件，實現了lidar的小型化，並提高了可靠性，規模量產後有望將感測器的**降低至250美元以下；s3-qi則是一款微型固態lidar，標準封裝尺寸僅為1 x 1.5英吋，重量約100克，具有較低的功耗，s3-qi可廣泛應用於無人機、智慧型機械人、安防、智慧型家居及工業自動化應用。
quanergy公司的lidar技術路線圖
3. ibeo
從最早ibeo motiv的360度整體旋轉，到跟車廠結合，固定光源和接收器，只是有乙個轉鏡的lux和scala。2023年德國雷射雷達**商 ibeo與法國汽車零部件**商法雷奧合作開發並量產的scala，作為一款高精度機械式lidar，其最大檢測距離為150公尺。2023年采埃孚收購了ibeo公司的40%股份，幫助ibeo公司研發固態lidar和更高效的資料標定。
ibeo公司的雷射掃瞄市場的技術路線圖，預計在2023年推出成熟的固態lidar
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