2020年11月初，一则消息在无人驾驶圈刷屏了，刚刚成立３年硅谷的AEVA准备在明年3月份IPO，市值是21亿美元，要知道AEVA小批量量产的FMCW激光雷达在2020年8月刚刚开始，现在的销量还是零，正在测试的客户还是个位数。而全球最大的TOF激光雷达生产商Velodyne已经成立10年，销售了5万多台的激光雷达，是无人驾驶激光雷达行业的标杆公司，但是2020年下半年在美国上市后，现在的市值才19亿美元，比AEVA这样的0销售公司市值还差了3美元。
无人驾驶从业者在这则消息的冲击下，才真正开始思索TOF和FMCW激光的关系，开始思考资本如何在主流从业者还沉溺于TOF激光雷达的时候，一针见血的疾足先得在无人驾驶传感器领域积极布局。为了揭示这个秘密，我们还是先从中国的AEVA：光勺科技开始，一步步了解无人驾驶的秘密武器，FMCW激光雷达。
光勺科技成立于2019年01月，核心就是FMCW激光雷达的研发和生产，我们知道现在全球差不多有100多家的激光雷达公司，绝大部分都是TOF的激光雷达公司， 而全球真正做FMCW并且公开点云信息的不超过5家，光勺科技也是中国唯一的一家，剩下四家都在硅谷。
光勺科技2019年初就完成了原理机的研发，2019年底完成了2台样机的研发生产，2020年初在CES展会上对接了WAYMO,NURO,WERIDE,PONY等互联网无人驾驶公司，他们纷纷表示，只要光勺量产，他们测试7天就能下订单。光勺科技对标AEVA也名副其实，AEVA样机仅仅比光勺科技早了３个月，AEVA的小批量量产也仅仅比光勺科技早了６个月，所以我们把光勺科技称为，中国的AEVA。
FMCW和TOF实际上是不同的传感器，FMCW是速度敏感的传感器，有点类似于我们遇到眼镜蛇最好不要动，一动就很容易被定位，而TOF是位置敏感的传感器，40年前就把RIEGEL, 徕卡应用到了探测，测绘领域。两者的特点不同，使用领域也非常不一样。
但是技术的发展就是从简单到复杂，比如收音机刚开始都是AM的，AM的特点就是技术门槛低，但是信噪比也很低，要想提高信噪比就必须升级成FM。光纤通信也从AM到FM的发展过程，最类似的就是毫米波雷达，它的发展也是AM到FM，这个是物理学发展的特点决定的。
如今TOF的技术门槛已经低到，一个光电专业的毕业生，他的本科毕业设计可以选择“TOF激光雷达的实现”， 所以TOF激光雷达工作之间的竞争主要是，如何使得成本更便宜，产品更加稳定，而Velodyne这两年频繁的投资TOF上游的产业链上的企业，也是为了降低成本，产生批量的集群效应。
FMCW的两个最重要的特点，首先是每个像素点有多普勒信息，使得TOF的(x,y,z)的位置信息之外，加了一维的速度信息，这使得在无人驾驶在做多传感器融合的时候，能够大大简化所需要的软件和硬件，甚至元数据就可以直接用在汽车的控制规划。其次，我们知道TOF的激光雷达是没有办法大规模应用的， 因为TOF激光雷达会出现互相串扰的现象，好比一个屋子里有一台大喇叭，再出现一台一定会互相干扰。而FMCW激光雷达是一机一码，这就好比一个屋子里有几个人在打手机，大家不会互相干扰。
真正TOF激光雷达的痛点是价格太贵，而FMCW激光雷达是利用了光通信技术，光通信技术很容易的芯片化，一旦芯片化，价格就能降到毫米波雷达的水平，这样特斯拉等主机厂才能真正用上FMCW激光雷达。马斯克说的“使用激光雷达是傻瓜”，不是说激光雷达不好，是太贵，就好比我们说，“工薪阶层使用私人飞机是傻瓜”，不是私人飞机不好，是太贵，要死私人飞机能降到小轿车的水平，估计也会有很多人买私人飞机。
FMCW激光雷达的物理学原理和毫米波雷达非常类似，我们知道毫米波雷达也有多普勒信息，但是毫米波的问题是最小分辨角做不小，目前主流毫米波最小分辨角是1度，一度就表示在100米的距离，他的误差是2到3米，而且这个误差不是出现在两端，或者中间，它是根据毫米波雷达的天线位置和目标能量反射最集中的地方，这样实际误差可能是4，5米，这样它在无人驾驶的作用类似于人的耳朵，有大概方位，没有精确位置信息，而且毫米波对金属材料非常敏感，小小易拉罐会反射成一个大物体，而对非金属锐角等非常不敏感。
FMCW激光雷达的难点就是跨领域，雷达，光通信，激光。长期以来这是3波人在搞，而只有这3拨人在这个领域多年的积累，才能真正在FMCW激光雷达领域有所造诣。FMCW激光雷达使用的是1550NM的激光，同一家种子激光器生产的两个一模一样的种子激光器，想要相干基本都是不可能的，同一个种子激光器自己和自己相干还要求必须有一定的纯度（窄线宽）， 而且这样2个10的14次方频率的激光器相干，目前接收器的灵敏度只能做到10的8次方， 这里也有很大的挑战。
光勺科技是以清华大学海归团队为主， 大家在一起7到10年的聚焦FMCW，真正做到了10年磨一剑，不断的突破各个技术难点，这样才能和硅谷的剩下4个竞争对手一起（blackmore AEVA silc strobe），站在了FMCW的技术顶峰之上。
SteveYao，清华计算机系，哈佛文理学院博士，在华尔街从事科技领域投资，在国内各科技公司任高管；
Linmgo，清华电子系硕士，专业方向：宽带调制、光电探测、射频系统、高速AD；
Jerry，博士，专业方向：雷达系统、信号处理、激光器器件。
光勺科技团队在Lidar领域深耕多年，双线研发TOF与FMCW 4D Lidar，对Lidar有深入而独到的理解， 团队在理论创新、工程实践、应用开拓方面造诣深厚，开创了多个国内Lidar领域第一（首个导航Lidar 自主方案、首款量产导航Lidar、首个自主创新4D Lidar专利方案、首台路测FMCW 4D Lidar样机等）。
高系统门槛：4D Lidar系统的理论门槛远高于Pulse Lidar（TOF），甚至高于微波雷达系统；
高时间门槛：相干光探测领域的试错积累——发射信号最优解、接收系统最优解、匹配算法等等；
高工程门槛；系统最小化，核心器件与模块自研化，未来集成片上化等。
CN110646779A 相位编码不饱和调制方法、装置、激光雷达测距测速方法及激光雷达系统。
在中美两国关系恶化的背景下，光勺科技也肩负着打破国外封锁，让国产的FMCW发展水平和欧美发达国家处于同一水平的重任。在一个技术领域，只要我们不比欧美技术上有明显的短板，中国的人力成本优势，重服务的优势就会体现出来，未来的制造业一定是中国的强项。
路演回看：
http://www.oceeq.cn/portal/project/detail/6880.htm
原文始发于微信公众号（敖客）：敖客加速器| 本期推荐之中国的AEVA：光勺科技
Chinese 
English