談到自動駕駛的多傳感器融合，主要的還是攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)。關(guān)于這三種傳感器的大致特點和優(yōu)缺點，行業(yè)里有很多討論，我們就不贅述了。

需要補充一點的是，從傳感的原理上，攝像頭和激光雷達(dá)本質(zhì)上都是光學(xué)成像。攝像頭主要是可見光成像，可借助陽光、路燈、車燈等光源，更容易獲得比較高的平面分辨率；而激光雷達(dá)使用自己的專用光源，通常是不可見光的紅外激光光源，優(yōu)勢在于獲得目標(biāo)距離（深度）的信息；也因為激光雷達(dá)使用自帶的紅外激光光源，具有窄帶光譜的特性，天生比自然光成像具有更好的抗干擾性。

同時，因為自發(fā)光激光光源的相干性特點，可以采用光通訊行業(yè)長期積累的相干接收的技術(shù)成果，獲得更高的信噪比，在測距的同時獲得更多的測量數(shù)據(jù)，比如目標(biāo)的運動速度，這也是行業(yè)里看好調(diào)頻連續(xù)波(FMCW) 技術(shù)的主要原因。

而毫米波雷達(dá)使用的是不同于光頻譜的無線電波，在雨、霧、霾等惡劣氣候下有非常明顯的優(yōu)勢作用。但目前毫米波雷達(dá)在平面分辨率和距離分辨率上還不如攝像頭和激光雷達(dá)。毫米波雷達(dá)如果要提高以上兩個分辨率，需要使用更多的通道和天線單元，加大通訊帶寬，提高射頻頻段，這需要新的技術(shù)努力，并且在成本控制上也會有新的挑戰(zhàn)。在毫米波雷達(dá)領(lǐng)域，也不乏創(chuàng)新者，比如峰瑞資本投資的加特蘭微電子，主攻CMOS工藝毫米波雷達(dá)芯片開發(fā)與設(shè)計，在全球范圍內(nèi)率先量產(chǎn)汽車級CMOS工藝77/79GHz毫米波雷達(dá)射頻前端芯片。

激光雷達(dá)是最晚進入汽車行業(yè)、同時也是討論熱度最高的傳感器。從全球領(lǐng)先的激光雷達(dá)公司Velodyne多線機械掃描雷達(dá)開始，眾多創(chuàng)業(yè)團隊嘗試了MEMs激光雷達(dá)、Flash（TOF）面陣成像、OPA相控陣激光掃描等多種技術(shù)方案。

努力的方向是兩個：一是降低成本，二是盡力減少機械運動部件，實現(xiàn)固態(tài)激光雷達(dá)，以滿足汽車惡劣的工作環(huán)境和超長的無故障工作時間要求。

3、激光雷達(dá)：ToF、OPA之爭

從技術(shù)維度看，F(xiàn)lash（TOF）面陣成像和OPA相控陣技術(shù)方案無疑是更接近理想固態(tài)構(gòu)架的方案，因為它們都是基于半導(dǎo)體芯片技術(shù)。

而MEMS技術(shù)（Micro-Electro-Mechanical System，也叫做微電子機械系統(tǒng)、微系統(tǒng)、微機械等）雖然也使用半導(dǎo)體工藝和技術(shù)，但由于在芯片內(nèi)部使用了微電機構(gòu)建的振鏡作為激光束控制方向的部件，本質(zhì)上還是包含一個機械運動部件，同時想在微小尺寸的振鏡上實現(xiàn)線性很好的掃描線控制和大的掃描角度也面臨許多技術(shù)挑戰(zhàn)。

Flash（快閃）激光雷達(dá)技術(shù)是最接近攝像頭技術(shù)的方案，可以利用攝像頭行業(yè)很多成熟的技術(shù)和工藝成果。但是，由于Flash激光雷達(dá)使用面陣的光源，由于人眼安全標(biāo)準(zhǔn)等現(xiàn)實限制，F(xiàn)lash 激光雷達(dá)更適用近距離、中距離的應(yīng)用場景。蘋果在2020年推出的iPad Pro上使用了激光雷達(dá)，在掃描方式上，蘋果選擇的是Flash方案。激光雷達(dá)利用直接飛行時間 (dToF)，測量室內(nèi)或室外環(huán)境中從最遠(yuǎn)五米處反射回來的光。單光子dToF技術(shù)是未來實現(xiàn)激光雷達(dá)（LiDAR）小型化、低成本、可量產(chǎn)的一項關(guān)鍵技術(shù)。

峰瑞資本投資的南京芯視界微電子，正是以光電轉(zhuǎn)換器件設(shè)計和單光子檢測成像技術(shù)為核心，提供單光子dToF三維圖像傳感芯片、大數(shù)據(jù)中心超高速光電互聯(lián)芯片及系統(tǒng)解決方案的公司。

OPA激光雷達(dá)是被行業(yè)最寄予厚望的技術(shù)方向。它的原理是，通過控制納米天線陣列中每個天線的發(fā)射信號相位，使得不同天線單元的信號互相干涉，從而控制輸出的激光束的方向。它是原理上最接近射頻頻段相控陣?yán)走_(dá)的技術(shù)，如果能夠?qū)崿F(xiàn)芯片化，將是目前能看到的最理想的純固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)路線。

除了純固態(tài)的優(yōu)點，由于OPA激光雷達(dá)是由電信號完全控制激光掃描方向，能夠動態(tài)地調(diào)節(jié)掃描角度范圍，對目標(biāo)區(qū)域，進行全局掃描或者某一區(qū)域的局部精細(xì)化掃描，一個激光雷達(dá)就可能覆蓋近距離、中距離、遠(yuǎn)距離的目標(biāo)、距離探測，如果和FMCW技術(shù)相結(jié)合，還可以直接提供目標(biāo)的運動速度。

換句話說，OPA激光雷達(dá)沒有采用任何機械運動部件，卻實現(xiàn)了類似人眼視覺的機動性、靈活性。