MEMS激光雷达

MEMS激光雷达是一种采用微机电系统（MEMS）微振镜替代传统机械旋转部件，来实现激光束扫描的半固态激光雷达技术方案。它被视为现阶段车规级量产落地的主流选择，在性能、成本与可靠性之间取得了较好的平衡。

💡 工作原理：如何替代“旋转”？

理解MEMS激光雷达，不妨想象一个微型“镜子”在工作：

• 核心部件：它的核心是一个尺寸在毫米级甚至微米级的MEMS微振镜，这个微小的镜子可以在水平和垂直方向进行高频偏转。

• 扫描方式：激光发射器将光束射向这个微振镜，通过镜子的偏转来改变光束的出射方向，从而实现二维扫描。

• 成像原理：反射回来的光信号被探测器接收，通过计算飞行时间（ToF，即发射与接收的时间差）得到目标的距离信息，最终组合生成三维点云图像。

相较于过去需要在车顶“顶个球”的机械式激光雷达，MEMS方案通过微小的振镜完成扫描，大幅减少了运动部件。

⚖️ 核心优势：为什么能成为主流？

MEMS激光雷达之所以能在众多技术路线中脱颖而出，主要得益于以下几点：

• 体积与成本优势：取消了笨重的旋转马达，激光器和探测器的数量也大幅减少（甚至只需一组），使得整体体积可以大幅缩小，成本也降低50%以上。有分析认为，未来成本有望控制在千元人民币以内。

• 更容易过车规：由于活动部件极少，且核心的MEMS振镜可通过半导体工艺批量制造，其抗振动、抗冲击能力和产品一致性更容易满足车规级的严苛要求。

• 扫描方式灵活：MEMS振镜可以动态调整扫描轨迹，针对感兴趣的区域（如正前方远处的车辆）提高扫描频率，实现“感兴趣区域”的精细感知。

⚠️ 主要局限：并非十全十美

当然，MEMS技术也存在一些目前仍在努力突破的瓶颈：

• 视场角有限：受限于MEMS振镜的物理偏转角度，单个雷达的视场角通常在120°左右，无法像机械式那样实现360°全景覆盖，往往需要多颗雷达拼接使用。

• 振镜可靠性：作为机械运动部件，MEMS微振镜在长期高频振动和极端温度变化下的可靠性，仍是需要持续验证和优化的课题。

• 点云均匀度：MEMS扫描在视场中心的点云密度较高，边缘区域则相对稀疏，对算法补偿有一定要求。

🚗 产业现状：谁在用，谁在做？

目前，这项技术已经在多款量产车型上搭载，是当前智能汽车感知方案的标配选择之一。

• 主要玩家：全球范围内，速腾聚创、华为、Innoviz等是MEMS技术路线的主要代表企业。例如，速腾聚创的RS-LiDAR-M1被公认为全球首款车规级MEMS激光雷达，已在小鹏G9、理想L9等车型上应用。

• 技术演进：国内厂商也在积极布局，英唐智控已推出基于电磁驱动、双轴独立控制技术的MEMS微振镜产品，并向激光雷达供应链交付。同时，包括Omnitron Sensors在内的创新企业正通过提高微镜系统的力密度和深宽比，来进一步提升其抗冲击和耐久性能。