柔性激光雷達(dá)技術(shù)探索:為汽車設(shè)計(jì)帶來更多可能性與靈活性
自動(dòng)駕駛與智能網(wǎng)聯(lián)汽車,激光雷達(dá)作為“感知之眼”,正經(jīng)歷著從機(jī)械式到固態(tài)化、從單一功能到多模態(tài)融合的技術(shù)躍遷。而柔性激光雷達(dá)的出現(xiàn),更以顛覆性的設(shè)計(jì)理念打破傳統(tǒng)硬件的物理限制,為汽車造型、空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化及功能集成開辟了全新路徑。
柔性激光雷達(dá)
傳統(tǒng)激光雷達(dá)受限于機(jī)械結(jié)構(gòu)或固態(tài)芯片的固定形態(tài),往往需要為安裝位置做出妥協(xié)——或外凸于車頂形成“瞭望塔”,或嵌入前格柵犧牲散熱性能。柔性激光雷達(dá)則通過材料科學(xué)與微納電子技術(shù)的突破,實(shí)現(xiàn)了探測(cè)模塊的可彎曲、可延展特性。例如,采用柔性基板與可變形光學(xué)元件的激光雷達(dá),可貼合汽車A柱、后視鏡甚至車身曲面,將探測(cè)單元無縫融入整車設(shè)計(jì)語言。
這種技術(shù)突破并非紙上談兵。零跑B10通過前擋玻璃夾層集成激光雷達(dá)的設(shè)計(jì),已驗(yàn)證柔性封裝技術(shù)的可行性:其采用自清潔鍍膜與超薄光學(xué)層,在保持0.217Cd超低風(fēng)阻的同時(shí),實(shí)現(xiàn)128線激光雷達(dá)的隱藏式部署。領(lǐng)克10 EMP的扁平化車頂內(nèi)嵌方案則更進(jìn)一步,通過可升降機(jī)構(gòu)與柔性電路板的結(jié)合,使激光雷達(dá)在非工作狀態(tài)下完全收縮至車頂內(nèi)部,既優(yōu)化空氣動(dòng)力學(xué)表現(xiàn),又避免惡劣天氣對(duì)探測(cè)器的直接沖擊。
二、柔性設(shè)計(jì)
柔性激光雷達(dá)的核心價(jià)值,在于將感知硬件從“設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)”轉(zhuǎn)化為“造型亮點(diǎn)”。福特烈馬新能源的激光雷達(dá)格柵集成方案堪稱典范:其將雷達(dá)陣列與LED矩陣燈帶融合,通過透明導(dǎo)光材料與柔性電路板的組合,使探測(cè)單元在發(fā)光時(shí)呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)光效,既強(qiáng)化了科技感,又通過隱藏式設(shè)計(jì)降低風(fēng)噪。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,該方案使整車風(fēng)阻系數(shù)降低0.03Cd,相當(dāng)于每年減少約120公里續(xù)航損耗。
在空間利用率層面,柔性技術(shù)同樣展現(xiàn)驚人潛力。速騰聚創(chuàng)EMX系列通過SPADSoC芯片的40%體積縮減,將250米探測(cè)距離的激光雷達(dá)塞入傳統(tǒng)后視鏡底座內(nèi)部,為車門儲(chǔ)物格騰出寶貴空間。而阿維塔12改款Max的三雷達(dá)方案中,主雷達(dá)與補(bǔ)盲雷達(dá)采用柔性連接設(shè)計(jì),通過可彎曲光纖傳輸數(shù)據(jù),使前保險(xiǎn)杠無需預(yù)留機(jī)械安裝孔位,碰撞修復(fù)成本降低37%。
三、功能融合
柔性激光雷達(dá)的顛覆性不僅在于形態(tài),更在于其作為多功能載體的潛力。廣汽豐田鉑智3X與福耀玻璃合作的漸變鍍膜前擋項(xiàng)目,揭示了這一趨勢(shì):通過在激光雷達(dá)工作區(qū)域鍍制電致變色膜,系統(tǒng)可根據(jù)環(huán)境光照自動(dòng)調(diào)節(jié)透光率——強(qiáng)光下降低反射干擾,弱光時(shí)提升探測(cè)效率,同時(shí)將雷達(dá)工作狀態(tài)可視化。用戶可通過HUD界面實(shí)時(shí)觀察探測(cè)區(qū)域覆蓋范圍,增強(qiáng)對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的信任感。
更激進(jìn)的探索發(fā)生在人機(jī)交互領(lǐng)域。華為ADS 2.0系統(tǒng)將柔性激光雷達(dá)與鴻蒙OS深度整合,利用雷達(dá)表面集成的高靈敏度觸控傳感器,使A柱盲區(qū)監(jiān)測(cè)模塊兼具手勢(shì)控制功能。當(dāng)駕駛員揮手切換導(dǎo)航目的地時(shí),雷達(dá)陣列不僅能捕捉手勢(shì)軌跡,還能通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)分析手指運(yùn)動(dòng)速度,動(dòng)態(tài)調(diào)整交互靈敏度。這種“感知即交互”的設(shè)計(jì),使激光雷達(dá)從單一傳感器升級(jí)為智能終端。
四、技術(shù)挑戰(zhàn)
盡管前景廣闊,柔性激光雷達(dá)的規(guī)?;瘧?yīng)用仍需突破多重技術(shù)壁壘。首先是材料耐久性:可彎曲基板需在-40℃至85℃的極端溫度下保持形變穩(wěn)定性,同時(shí)抵抗紫外線老化與化學(xué)腐蝕。禾賽科技為此開發(fā)了新型液態(tài)金屬互連技術(shù),通過鎵基合金的低溫自修復(fù)特性,使柔性電路在百萬次彎折后仍保持導(dǎo)電性能。
其次是信號(hào)傳輸損耗問題。傳統(tǒng)剛性電路的信號(hào)衰減率僅為0.1dB/m,而柔性光纖在彎曲半徑小于5mm時(shí)衰減可能突破3dB/m。速騰聚創(chuàng)的解決方案是采用空芯反諧振光纖(AHF),通過空氣芯層減少光信號(hào)與材料接觸,將10米傳輸損耗控制在0.5dB以內(nèi),滿足車載雷達(dá)的實(shí)時(shí)性要求。
未來圖景
隨著柔性技術(shù)的成熟,激光雷達(dá)正從獨(dú)立傳感器向分布式感知節(jié)點(diǎn)演進(jìn)。比亞迪“天神之眼”系統(tǒng)已展示這一趨勢(shì):其通過柔性電路將6顆微型激光雷達(dá)嵌入車門把手、輪轂蓋甚至輪胎氣門嘴,構(gòu)建360°無死角監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。這些微型雷達(dá)不僅具備基礎(chǔ)測(cè)距功能,還能通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)共享形成協(xié)同感知——當(dāng)某一雷達(dá)因泥漿遮擋失效時(shí),相鄰節(jié)點(diǎn)可自動(dòng)補(bǔ)全探測(cè)盲區(qū)。
更遠(yuǎn)期的想象中,柔性激光雷達(dá)或?qū)⑴c智能表面材料深度融合。特斯拉Robotaxi概念車透露的“皮膚感知”技術(shù),即通過在車身覆蓋柔性光電傳感器層,實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知與車身造型的完全統(tǒng)一。當(dāng)車輛行駛時(shí),車體表面如生物皮膚般起伏蠕動(dòng),動(dòng)態(tài)調(diào)整雷達(dá)探測(cè)角度與覆蓋范圍,這種“活體感知”設(shè)計(jì)或?qū)⒅匦露x汽車與物理世界的交互方式。
從隱藏式集成到多功能融合,從單一探測(cè)到分布式網(wǎng)絡(luò),柔性激光雷達(dá)正在書寫智能汽車設(shè)計(jì)的新范式。它不僅解決了功能與美學(xué)的長(zhǎng)期矛盾,更以可變形態(tài)與智能交互,為汽車賦予“生長(zhǎng)”與“進(jìn)化”的能力。在這場(chǎng)由柔性技術(shù)引發(fā)的感知革命中,汽車正從機(jī)械載體蛻變?yōu)榫哂猩Φ闹悄芙K端,而激光雷達(dá),正是這場(chǎng)蛻變的關(guān)鍵基因。





