拆解馬斯克吐槽"傻子才用"的車規激光雷達

在自動駕駛方面，特斯拉使用的是純視覺方案，即攝像頭+算法，8個攝像頭覆蓋360°視野，汽車對目標的感知、以及選擇行駛策略的根據，主要依靠攝像頭捕捉的圖像數據，能力高低，全憑算法決定。

不採用雷達這些東西，特別是激光雷達，完全不用。

事實上，對於使用激光雷達，馬斯克還有一句非常出名的吐槽，那就是“傻子才用激光雷達”。

爲什麼馬斯克會這樣說呢？我們先來了解下激光雷達的原理。

車用激光雷達工作原理就是蝙蝠測距用的回波時間（Time of Flight，縮寫爲TOF）測量方法。光速爲每秒30萬公里，要區分目標釐米級別的精確距離，那對傳輸時間測量分辨率必須做到 1 納秒。激光雷達通過紅外光束 Light Pluses 發射、反射和接收來探測物體，當激光光束遇到物體後，經過漫反射，返回至激光接收器，雷達模塊根據發送和接收信號的時間間隔乘以光速，再除以 2，即可計算出發射器與物體的距離，但光束無法探測到被遮擋的物體。

在六、七年前，車用入門版64線激光雷達成本將近70萬。這樣的價格，作爲大衆消費品是不現實的。馬斯克既是技術極客，也是一個精明的商人，他當然清楚百萬豪車賣不上量。銷量上不去數據就不夠，算法就沒法快速迭代。與其如此，不如干脆放棄激光雷達，就走純視覺路線。

現在我們就不難理解，爲什麼當時馬斯克要那樣吐槽激光雷達了。

目前，華爲、大疆、速騰、禾賽等等企業，利用國內得天獨厚的供應鏈優勢和市場規模效應，把激光雷達的成本迅速降到數千至萬元級別。這個速度，是幾年前誰都沒料到的，直接導致美國Velodyne的業務在國內迅速收縮，裁撤了中國辦公室，只保留代理。

下面我們要拆的據說是世界上第一款車規級激光雷達，最早在奧迪A8上使用的Valeo產的SCALA 3D Laser Scanner (Gen 1)。

這款激光雷達使用905nm Class1激光器，最大水平視野145度，垂直視野3.2度。水平分辨率0.25度，垂直分辨率0.8度，距離分辨率<100mm。

實物外觀如下：

上下殼使用五角帶孔螺絲固定。

擰下外殼上的4顆螺絲就能取下前面板，前面板內側有一個電極和2個觸點，有點像汽車後擋風上的加熱絲，猜測是給面板加熱用的。

取下面板可以看到左側的傳感器和右側的掃描鏡。

右側的掃描鏡有2個鏡片，固定在一個電機上，鏡片被金屬支架分隔成2部分，上邊窄的是用來把左邊激光器發射的激光反射到被測物上的，下邊寬的是用來將被測物反射回來的激光反射回左邊的接收透鏡，因爲反射回來的激光比較弱，所以反射鏡尺寸更大。

左側的掃描鏡電機和底部的主控板。

底部有一個氣孔，上邊原來有一個圓的擋片，撬開時崩飛了。

接口部分用的是press-fit連接器，用力撬就能取下。

掃描鏡通過3顆梅花螺絲固定，拆下掃描鏡可以看到主板上的內存芯片。

掃描鏡使用這種井字結構，左右各一個鏡片。

掃描鏡通過8條導線和主板連接，內部可能有類似霍爾傳感器的位置反饋器件。

傳感器組件同樣使用3顆梅花螺絲固定。

傳感器組件背面。

傳感器組件有一個4方形的透鏡，中間使用一條黑膠帶隔開，更大的鏡頭可以將更微弱的“回波”聚焦到內部的APD（雪崩光電二極管上）。

接收透鏡頂部是一個激光器聚焦透鏡。

傳感器組件底部。

取下傳感器組件，外殼上就只剩下一塊主板，是一塊由3部分組成的主板經過折彎固定在一個金屬支架上的。

主板部分使用2顆螺絲固定在外殼上。

3塊子板使用4顆螺絲固定在主板支架上。

去掉支架可以看到一塊由3部分組成的主板。

這種設計比較特別，像是多層板在需要折彎的部分只保留一層或幾層薄薄的部分。

主控型號是XILINX的XA7Z010，一款車規級ZYNQ FPGA。

主控板FPGA部分器件比較少，除一顆ZYNQ外還有2顆絲印爲D9PTH的MT41K128M16JT-125AAT，美光的128 Meg x 16DDR3L SDRAM。

主控板其它部分包含一顆絲印爲PHU1的TPS793333QDBVRQ1，TI公司的具有使能功能的 200mA、低壓降穩壓器。

一顆25Q128閃存。

一顆AllegroMicro公司的A4941，三相無傳感器風扇驅動器，如果這個電機驅動是不需要傳感器的，那麼之前接口上的8條線可能就不包括霍爾傳感器的連線。

電源使用了Linear公司的LT3507，具有 LDO 的三重單片降壓穩壓器。

和Linear公司的LT8610，具有 2.5µA 靜態電流的 42V、2.5A 同步降壓穩壓器。

主板上還包含一顆英飛凌的BTS5090-2E，90mΩ雙通道智能高側電源開關。

一顆NXP的TJA1081B，FlexRay 節點收發器和一顆Linear的LTC3115-1，40V, 2A Synchronous Buck-Boost DC/DC Converter。

傳感器部分同樣由4塊PCB組成一塊主板，FPC是直接壓在“硬板“中間的。

一塊用於接收激光回波的APD板。通過佈線可以看出這款APD有4路輸出，結合這款激光雷達的產品手冊判斷它是一個4*1的陣列。

另一個小板上有一個905nm的激光器。

除了一塊焊有和主板連接的連接器的小板外還有一塊和電源相關的大板。

傳感器電源板上有一顆絲印爲LTDCJ的lt3580fg，一款Linear公司的2A升壓/反相 DC/DC 轉換器。

上邊還有一個高高的像變壓器一樣的器件，沒找到型號。

右邊絲印爲V8540Z的器件是NXP的PBHV8540Z，500 V、0.5 A NPN 高壓低 VCEsat (BISS) 晶體管。

2顆絲印爲ATA的LMV841QMGX/NOPB，TI公司的車規則級CMOS 輸入、RRIO、低功耗、寬電源範圍、4.5MHz 運算放大器。

還有一些器件找不到型號。

更多芯片datesheet及高清大圖可關注：汽車開發圈（ID：AutoDevelopers）瞭解。