柔性激光雷達技術(shù)探索:為汽車設(shè)計帶來更多可能性與靈活性
自動駕駛與智能網(wǎng)聯(lián)汽車,激光雷達作為“感知之眼”,正經(jīng)歷著從機械式到固態(tài)化、從單一功能到多模態(tài)融合的技術(shù)躍遷。而柔性激光雷達的出現(xiàn),更以顛覆性的設(shè)計理念打破傳統(tǒng)硬件的物理限制,為汽車造型、空氣動力學(xué)優(yōu)化及功能集成開辟了全新路徑。
柔性激光雷達
傳統(tǒng)激光雷達受限于機械結(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。柔性激光雷達則通過材料科學(xué)與微納電子技術(shù)的突破,實現(xiàn)了探測模塊的可彎曲、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,可貼合汽車A柱、后視鏡甚至車身曲面,將探測單元無縫融入整車設(shè)計語言。
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的設(shè)計,已驗證柔性封裝技術(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,實現(xiàn)128線激光雷達的隱藏式部署。領(lǐng)克10 EMP的扁平化車頂內(nèi)嵌方案則更進一步,通過可升降機構(gòu)與柔性電路板的結(jié)合,使激光雷達在非工作狀態(tài)下完全收縮至車頂內(nèi)部,既優(yōu)化空氣動力學(xué)表現(xiàn),又避免惡劣天氣對探測器的直接沖擊。
二、柔性設(shè)計
柔性激光雷達的核心價值,在于將感知硬件從“設(shè)計負擔(dān)”轉(zhuǎn)化為“造型亮點”。福特烈馬新能源的激光雷達格柵集成方案堪稱典范:其將雷達陣列與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,使探測單元在發(fā)光時呈現(xiàn)動態(tài)光效,既強化了科技感,又通過隱藏式設(shè)計降低風(fēng)噪。實測數(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米探測距離的激光雷達塞入傳統(tǒng)后視鏡底座內(nèi)部,為車門儲物格騰出寶貴空間。而阿維塔12改款Max的三雷達方案中,主雷達與補盲雷達采用柔性連接設(shè)計,通過可彎曲光纖傳輸數(shù)據(jù),使前保險杠無需預(yù)留機械安裝孔位,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目,揭示了這一趨勢:通過在激光雷達工作區(qū)域鍍制電致變色膜,系統(tǒng)可根據(jù)環(huán)境光照自動調(diào)節(jié)透光率——強光下降低反射干擾,弱光時提升探測效率,同時將雷達工作狀態(tài)可視化。用戶可通過HUD界面實時觀察探測區(qū)域覆蓋范圍,增強對自動駕駛系統(tǒng)的信任感。
更激進的探索發(fā)生在人機交互領(lǐng)域。華為ADS 2.0系統(tǒng)將柔性激光雷達與鴻蒙OS深度整合,利用雷達表面集成的高靈敏度觸控傳感器,使A柱盲區(qū)監(jiān)測模塊兼具手勢控制功能。當(dāng)駕駛員揮手切換導(dǎo)航目的地時,雷達陣列不僅能捕捉手勢軌跡,還能通過點云數(shù)據(jù)分析手指運動速度,動態(tài)調(diào)整交互靈敏度。這種“感知即交互”的設(shè)計,使激光雷達從單一傳感器升級為智能終端。
四、技術(shù)挑戰(zhàn)
盡管前景廣闊,柔性激光雷達的規(guī)模化應(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。
其次是信號傳輸損耗問題。傳統(tǒng)剛性電路的信號衰減率僅為0.1dB/m,而柔性光纖在彎曲半徑小于5mm時衰減可能突破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),滿足車載雷達的實時性要求。
未來圖景
隨著柔性技術(shù)的成熟,激光雷達正從獨立傳感器向分布式感知節(jié)點演進。比亞迪“天神之眼”系統(tǒng)已展示這一趨勢:其通過柔性電路將6顆微型激光雷達嵌入車門把手、輪轂蓋甚至輪胎氣門嘴,構(gòu)建360°無死角監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。這些微型雷達不僅具備基礎(chǔ)測距功能,還能通過點云數(shù)據(jù)共享形成協(xié)同感知——當(dāng)某一雷達因泥漿遮擋失效時,相鄰節(jié)點可自動補全探測盲區(qū)。
更遠期的想象中,柔性激光雷達或?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,車體表面如生物皮膚般起伏蠕動,動態(tài)調(diào)整雷達探測角度與覆蓋范圍,這種“活體感知”設(shè)計或?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,從單一探測到分布式網(wǎng)絡(luò),柔性激光雷達正在書寫智能汽車設(shè)計的新范式。它不僅解決了功能與美學(xué)的長期矛盾,更以可變形態(tài)與智能交互,為汽車賦予“生長”與“進化”的能力。在這場由柔性技術(shù)引發(fā)的感知革命中,汽車正從機械載體蛻變?yōu)榫哂猩Φ闹悄芙K端,而激光雷達,正是這場蛻變的關(guān)鍵基因。





