和64線產品一樣的質量和尺寸，實現了兩倍的分辨率和點云密度

據麥姆斯咨詢報道，高分辨率激光雷達傳感器領先制造商Ouster，近日宣布推出最新款128線“多光束閃光（Multi-beam flash）”激光雷達（LiDAR）傳感器OS-1-128，售價僅為市場同類競爭產品的六分之一。OS-1-128是目前市場上分辨率最高的激光雷達，與Ouster在2017年12月發布的64線激光雷達OS-1-64（售價12000美元）相比，在產品尺寸、質量、功耗或堅固性等方面沒有任何妥協，并在其多光束閃光激光雷達架構下延續了摩爾定律的性能提升。

OS-1-128售價18000美元，Ouster預計將于2019年夏季開始批量供應。

OS-1 64激光雷達傳感器的即時定位與地圖構建（SLAM）

OS-1-128和Ouster其它產品一樣采用了Ouster核心的多光束閃光激光雷達技術，但具有更密集的點云和其他性能改進：

更大的垂直視場，OS-1-128具有市售高性能激光雷達最大的45°垂直視場。非常適用于自動駕駛汽車等安全性很重要的機器人應用。目前在這些應用領域，最大限度地減少激光雷達盲點已經成為急需解決的挑戰。憑借OS-1-128，激光雷達傳感器首次實現遠距離探測的同時，能夠“看到”汽車輪胎等黑色或低反射物體。

更高的角分辨率，憑借整個視場0.35°的垂直角分辨率和均勻的間距，OS-1-128能夠生成一致且密集的點云。同樣，這一性能非常適于那些需要目標分類的安全關鍵應用，并且，對于需要更精細細節的測繪應用來說也是巨大的優勢。

最高質量的深度、強度和環境成像，憑借水平方向每0.18°發射的128個信道堆疊，OS-1-128每秒能夠捕捉2621440個點。利用64線OS-1-64，Ouster已經能夠實現獨有的完美關聯的3D和2D深度圖像、強度圖像和相機般的環境成像。最新款的OS-1-128更是將垂直分辨率提高了一倍，從而使成像提升到了一個新的高度，進一步革新了在3D點云數據上應用2D深度學習算法的速度。

從上至下分別為環境成像、強度圖像、深度圖像和點云圖，所有圖像都由OS-1-64激光雷達同時實時輸出

全面兼顧的性能改善，Ouster認為激光雷達的真正創新和性能提升，并不意味著尺寸、質量、功率、可制造性和可靠性的妥協，并通過OS-1-128實現了這一目標。即使激光束增加一倍，新款128信道激光雷達仍保持和其它產品完全相同的尺寸、質量以及相同的14~20W功耗，是對其他OS-1產品的即插即用型升級。

不走尋常路的工作波長

雖然Ouster的技術適用于各種波長，但其激光雷達傳感器的一個獨特特點是采用了850 nm工作波長。激光雷達傳感器中的激光器必須克服周圍的環境光才能“看”到障礙物。因此，激光雷達工程師通常會選擇低太陽光通量區域的工作波長，以簡化系統設計。而Ouster與這一趨勢背道而馳，選擇了在850 nm波長下工作。

上圖為地面太陽光子通量與波長的關系曲線，在850 nm波長處的太陽光比傳統激光雷達系統的工作波長905 nm、940nm、1550 nm分別高約2倍、10倍和3倍

由于Ouster的波長選擇與產業其它廠商背道而馳，因而其產品呈現了許多特色的外觀。但是，Ouster突破性的專利技術之一便是出色的環境光抑制性能，即使考慮太陽光譜的差異，也使Ouster傳感器探測到的有效環境光通量遠低于其他廠商其他波長的激光雷達傳感器。Ouster的專利技術把通常不利的因素轉變成了許多關鍵優勢：

1、濕度環境下更好的性能表現；

2、改善CMOS靈敏度；

3、高品質的環境成像；

4、得以采用更低功耗、更高效率的技術方案。

Ouster的技術專注于化繁為簡，以更低的成本、更低的功耗、更小的尺寸和更少的組件來實現更好的性能。

“多光束閃光”核心技術

在過去的三年中，Ouster開發了許多核心專利技術來解決過去使單芯片技術被排除在激光雷達之外的挑戰，最終通過“多光束閃光”激光雷達架構，充分發揮了垂直腔面發射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser， VCSEL）和單光子雪崩二極管（Single Photon Avalanche Diode， SPAD）的優勢。在其核心技術中，“閃光”指的是傳感器中的每個像素都被激光照射，并同時像帶閃光燈的相機一樣有效收集光線，“多光束”指的是用精確的光束而非大量的泛光來照明整個場景。

第二點可以追溯到Ouster對效率的專注研究：傳統閃光激光雷達中的泛光照明，雖然更容易開發，但卻會在探測器“看不到”的區域浪費激光功率。通過僅向探測器能“看到”的區域發射精確光束，Ouster實現了比傳統激光雷達更大的效率提升。

此外，目前的VCSEL和SPAD并沒有現在已在使用的高成本傳統技術那樣高效，但是它們在原始性能方面的幾乎所有其他指標都具有完勝優勢，例如：可靠性、耐用性、低噪音、高溫運行、電氣效率、緊湊性、成本、與外圍組件的直接集成、由消費電子產業推動的大規模外圍研發，以及基本性能方面的巨大改進空間。

最后一點非常重要，與其他技術不同，VCSEL和SPAD可以將基本性能提高10倍，Ouster正與合作伙伴一起投資研發，不斷改善這些器件的核心特性。Ouster無疑已處于這一方向的最前沿，能夠提供具有高清分辨率的緊湊型激光雷達傳感器。

單顆OS-1 64激光雷達傳感器的點云輸出

Ouster采用VCSEL，因為它們比其他激光器技術更小、更輕、更耐用、更快、更易于制造，并且功率效率更高。目前激光雷達系統中使用的某些類型的脈沖激光器（例如，1550 nm光纖激光器），可能需要花費數千美元并且功耗達到數十或數百瓦，而Ouster的VCSEL成本要低幾個數量級，功耗僅為數瓦，且尺寸更小巧。此外，隨著全球上千億顆VCSEL出貨，Ouster還在性能、批量和成本方面遵循摩爾定律改進曲線。

同時，Ouster的VCSEL與光學鼠標或智能手機中使用的器件不同。Ouster開發了定制化的VCSEL模塊，將所有激光器整合在一顆半導體芯片上。此外，Ouster在VCSEL設計的每個層面都取得了突破，將VCSEL有效亮度提高了幾個數量級，同時還將光脈沖縮短至幾個納秒。

Ouster的單芯片VCSEL具有大幅降低系統復雜性和成本的附加優勢。其他激光雷達傳感器需要在電路板上精密排布數十甚至數百個昂貴的激光器芯片和激光驅動電路，Ouster的傳感器僅需要使用單顆激光驅動器和激光器芯片。因此，OS-1-64在每個方向上實現140米的探測距離，僅需要一塊不超過一粒米大小的玻璃片。

“Ouster不斷推動激光雷達的性能極限。我們的多光束閃光激光雷達架構使我們能夠持續提高產品性能，同時保持低成本、高可靠性、最小化的尺寸、重量和功耗，以及批量生產能力，” Ouster首席執行官Angus Pacala表示，“對于高要求的激光雷達市場，所有這些指標都很重要，任何一個指標都可能影響產品交付。在這方面，Ouster一直提供毫不妥協的性能表現?！盤acala之前曾是激光雷達著名創業公司Quanergy的聯合創始人。