È possibile rilevare un’auto da 100.000 yuan e comprenderne una da 1 milione; il LiDAR è disponibile anche in versione “economica” e “ammiraglia”.

Quattro o cinque anni fa, quando la tecnologia di assistenza alla guida era appena agli inizi, l'intero settore discuteva su "come i veicoli avrebbero dovuto vedere il mondo".

Una scuola di pensiero sostiene un approccio "puramente visivo", ritenendo che telecamere e algoritmi siano sufficienti per comprendere l'ambiente e replicare la percezione umana.

Un'altra scuola di pensiero insiste sulla fusione multisensore, sostenendo che senza lidar non esisterebbero informazioni spaziali stabili, accurate e misurabili.

A tutt'oggi il dibattito resta irrisolto, ma spesso il mercato fornisce la risposta più velocemente delle argomentazioni tecniche.

Con la progressiva implementazione di soluzioni avanzate di guida intelligente, il LiDAR sta diventando la soluzione più diffusa e la configurazione standard per i sistemi di guida intelligenti.

Secondo i dati di Gaogong Intelligent Vehicle, da gennaio a luglio 2025, le consegne cumulative di nuove auto dotate di LiDAR sul mercato cinese (escluse importazioni ed esportazioni) hanno raggiunto 1,0484 milioni di unità, con un aumento annuo del 69,73%. Tra queste, il tasso di equipaggiamento standard dei modelli nella fascia di prezzo 200.000-300.000 yuan ha raggiunto il 30%.

Inoltre, alcuni modelli non sono più soddisfatti della soluzione "radar singolo" per migliorare le loro capacità di guida intelligente. Yangwang U7 e U8L di BYD utilizzano una soluzione a 3 lidar, mentre Zunjie S800, Xiangjie S9T e Wenjie M9 ne sono dotati di 4. Il Jike 9X, lanciato di recente, adotta persino una configurazione composta da 1 radar a lungo raggio da 520 linee + 4 radar a stato solido ad alta precisione, ottenendo una copertura lidar completa a 360°.

Dal "se installarlo" al "quanti installarne", il ruolo del lidar nei sistemi di assistenza alla guida sta diventando sempre più importante.

Semisolido: il punto di equilibrio per la produzione di massa

Tuttavia, anche il lidar stesso ha gradi diversi.

Negli ultimi due anni, nelle conferenze stampa delle case automobilistiche abbiamo sentito sempre più spesso un nuovo termine: "LiDAR allo stato solido".

Il termine "stato solido" potrebbe essere fuorviante. Non significa che nel lidar sia presente un mezzo simile a un elettrolita. La differenza sta nel fatto che la struttura del lidar contenga o meno "componenti rotanti" in senso macroscopico.

I lettori che vivono in città di prima fascia potrebbero già avere una certa familiarità con i veicoli sperimentali Robotaxi come "Pony.ai" e "RoboCart". Questi veicoli hanno spesso una caratteristica distintiva: un lidar meccanico che ruota costantemente sul tetto.

Il suo principio di funzionamento non è complicato. L'intera struttura optomeccanica, dotata di moduli di emissione e ricezione laser, ruota continuamente di 360° per completare una scansione panoramica dell'ambiente circostante.

Durante l'ondata di test del Robotaxi, durata diversi anni, questo tipo di radar si è rivelato la scelta più potente: poteva catturare dati di nuvole di punti da tutte le direzioni contemporaneamente, con una lunga portata (circa 200 metri) e un'elevata precisione, diventando così il "gold standard" per i sistemi di percezione.

Tuttavia, le prestazioni elevate hanno un costo elevato. Un singolo lidar meccanico costa spesso decine di migliaia di yuan e il suo processo di assemblaggio è complesso, rendendo difficile la produzione in serie.

Inoltre, la rotazione continua della struttura del motore ottico causa usura meccanica, e il motore e i cuscinetti si danneggiano facilmente e hanno una durata breve. Le sue grandi dimensioni e il peso considerevole ne rendono difficile l'installazione all'interno del veicolo e rendono difficile soddisfare i requisiti di resistenza agli urti e alle alte temperature previsti dagli standard automobilistici.

È stata la tecnologia allo stato semi-solido a consentire al LiDAR di passare dalla fase di test alla produzione di massa.

Richiede solo pochi componenti (come riflettori e prismi) per eseguire scansioni di piccole dimensioni, anziché ruotare l'intera macchina, bilanciando così prestazioni, costi e affidabilità. La sua struttura è più compatta e ha una maggiore durata, rendendola più facile da integrare nel tetto o nella griglia.

Le soluzioni semisolide rappresentano un equilibrio che le case automobilistiche hanno trovato tra prestazioni, costi e fattibilità di livello automobilistico e sono ormai diventate la scelta principale per i veicoli prodotti in serie.

Con l'evoluzione della tecnologia, il costo del lidar a stato semi-solido diminuisce di anno in anno. A seconda delle prestazioni del lidar, il costo attuale di una singola unità lidar a stato semi-solido varia da circa 1.400 a 4.000 yuan.

Tuttavia, poiché solo alcuni componenti possono muoversi, l'angolo di rilevamento del LiDAR a stato semi-solido è relativamente limitato, generalmente intorno ai 120° in orizzontale e ai 20° in verticale. Pertanto , le case automobilistiche solitamente lo posizionano nella parte anteriore del veicolo, utilizzando radar e telecamere a onde millimetriche per coprire gli angoli ciechi laterali e posteriori. Questa è anche la soluzione di sensori automobilistici più comune oggi disponibile.

Se il LiDAR allo stato semisolido ha risolto il problema "se può essere installato nei veicoli", allora il LiDAR allo stato solido rappresenta la direzione futura verso "l'eliminazione completa delle strutture meccaniche".

Non ha alcuna parte mobile e la scansione è completata da segnali elettrici. Si tratta di una forma "puramente elettronica" di lidar, che si basa sulla tecnologia dei semiconduttori per realizzare l'emissione, la scansione e la ricezione del fascio.

Attualmente, esistono due principali soluzioni tecniche per i LiDAR a stato solido: Flash e OPA. OPA è considerata la soluzione di fascia alta per i prossimi 3-5 anni, mentre la soluzione Flash è più matura e la maggior parte dei LiDAR a stato solido attualmente in produzione di massa utilizza la soluzione Flash.

Tuttavia, a causa dei limiti della maturità tecnologica, il raggio di rilevamento di un radar completamente allo stato solido con una riflettività del 10% è di soli 25-30 metri, il che è insufficiente per il rilevamento frontale e viene solitamente utilizzato per la copertura degli angoli ciechi sui lati e sul retro dei veicoli.

Anche gli ingegneri di alcune case automobilistiche hanno dovuto accettare alcuni compromessi negli scenari applicativi dei LiDAR completamente allo stato solido, come l'aumento dell'angolo di rilevamento verticale a 75° o addirittura 90°, in modo che i veicoli possano identificare ostacoli vicini alla carrozzeria e bassi, come gradini, coni, ecc.

Attualmente, la tecnologia LiDAR allo stato solido non è ancora pienamente matura, con un costo di circa 1.500 yuan per una singola unità, significativamente superiore al costo di radar e telecamere a onde millimetriche. Pertanto, è per lo più installata solo su veicoli di fascia alta.

Conteggio delle linee: lo spartiacque tra i diversi livelli di LiDAR.

Oltre alle differenze di struttura e forma, anche tra i lidar semi-solidi più diffusi, esistono in realtà differenze molto "rigorose" di grado.

Come abbiamo appena accennato, a seconda delle prestazioni del radar, il costo di una singola unità lidar a stato semi-solido varia attualmente da circa 1.400 a 4.000 yuan.

Nella scelta del LiDAR nel settore, l'indicatore tecnico più frequentemente menzionato è il "conteggio delle linee".

Il termine "conteggio delle linee" si riferisce al numero di raggi laser che un radar può trasmettere e ricevere simultaneamente. Ogni raggio laser scansiona l'ambiente e restituisce un segnale riflesso, formando un punto di rilevamento; tutti questi punti combinati insieme costituiscono quella che comunemente chiamiamo "nuvola di punti".

Più linee ci sono, più densa è la nuvola di punti e più nitido appare il mondo al veicolo.

Si può pensare a questo come alla fotocamera di un cellulare che passa da "megapixel" a "centinaia di milioni di pixel": un numero basso di linee è come una foto con pochi pixel, di cui si può vedere solo il contorno; un numero alto di linee è come un'immagine ad altissima definizione, in cui si possono distinguere chiaramente anche le ciglia delle persone distanti.

Nei radar meccanici classici, come i primi modelli a 64 linee, gli ingegneri impilavano 64 set di trasmettitori e ricevitori laser su una struttura circolare. Ogni coppia di moduli trasmettitore e ricevitore era fissata a un'angolazione verticale diversa, formando insieme una matrice di scansione completa.

Dopo l'ingresso nell'era della tecnologia allo stato semi-solido, l'intero settore ha iniziato a orientarsi verso sistemi di scansione integrati. L'idea di base è quella di "riutilizzare" più linee utilizzando meno laser attraverso un meccanismo di scansione ad alta velocità.

Ciò ha anche dato origine a un concetto industriale: un lidar avrà due indicatori tecnici: il numero effettivo di linee e il numero equivalente di linee. Il numero effettivo di linee è il numero di canali di trasmissione/ricezione fisicamente indipendenti; il numero equivalente di linee è il numero di linee "ad effetto visivo" generato dalla tecnologia di multiplexing a scansione. È simile al radar ad alta frequenza in termini di prestazioni dei dati, ma in sostanza si basa sulla scansione ad alta frequenza e su una temporizzazione precisa.

Questo sistema di scansione integrato può essere semplicemente assimilato alla funzione DLSS delle schede grafiche NVIDIA. Questo approccio tecnologico rende la tecnologia LiDAR di livello automobilistico una realtà e riduce significativamente il costo dei LiDAR a 128, 300 e persino 500 linee.

Quali sono quindi i vantaggi di un numero elevato di linee rispetto a uno basso?

In un sistema di percezione, l'aumento del numero di linee non solo si traduce in "più punti", ma anche in un aumento della qualità della nuvola di punti e dell'affidabilità del sistema.

È come osservare un oggetto in una fitta nebbia. Un basso numero di linee (ad esempio 16 linee) è come tenere in mano poche torce elettriche sparse: i fasci possono catturare solo occasionalmente alcune parti, rendendo difficile valutare l'immagine completa dell'oggetto; mentre un alto numero di linee (ad esempio 192 linee) è come un enorme riflettore, che illumina istantaneamente l'intera scena, rendendo la forma, la postura e persino i dettagli dell'oggetto chiari a colpo d'occhio.

Ad esempio, a una distanza di 150 metri, un pedone potrebbe lasciare solo 1-2 punti di riflessione nella nuvola di punti di un radar a 16 linee. L'algoritmo ha difficoltà a determinare se si tratti di un bersaglio reale o di rumore, e la possibilità di errori di valutazione è elevata.

Nella nuvola di punti di un radar a 128 linee, il contorno di un pedone è delineato da una dozzina di punti e l'algoritmo può identificare chiaramente la sua forma e la direzione del movimento, aumentando di parecchie volte il livello di confidenza.

Ad esempio, un radar a 64 linee potrebbe sapere solo che c'è un oggetto davanti; un radar a 128 linee può distinguere che si tratta di un "camion orizzontale"; e un radar a 500 linee può inoltre identificare che "il camion è parcheggiato sulla destra e la sua parte posteriore è estesa di 30 centimetri".

Per i sistemi di guida autonoma, queste sottili differenze indicano un cambiamento qualitativo nella percezione, che passa dall'"evitare gli oggetti" alla "comprendere la scena".

Un numero maggiore di linee rappresenta anche un balzo in avanti nella portata di rilevamento. La portata di un lidar semi-solido a 64 linee è di circa 150-200 metri, quella di un lidar a 128 linee è di circa 200-250 metri, mentre quella di un lidar a 500 linee può raggiungere una portata di rilevamento di oltre 300 metri, consentendo un rilevamento più tempestivo e tempestivo degli ostacoli.

Inoltre, in termini di angolo verticale, il radar a basso numero di linee ha in genere una risoluzione angolare verticale superiore a 0,5°, il che significa che il terreno e i bordi della strada possono essere percepiti come lo stesso piano a distanza ravvicinata. Il radar ad alto numero di linee, d'altra parte, può comprimere la risoluzione angolare a 0,1° o meno, distinguendo dettagli in cui la differenza di altezza del manto stradale è di pochi centimetri, come tombini, dossi e ostacoli bassi.

Ciò non solo migliora la precisione della percezione, ma rende anche la pianificazione del percorso del veicolo più fluida e sicura.

Tuttavia, il lidar abbagliante non è privo di svantaggi.

Oltre al costo elevato, la quantità di dati della nuvola di punti è direttamente proporzionale al numero di linee. Un radar a 128 linee può generare otto volte più punti dati al secondo rispetto a un radar a 16 linee. Ciò rappresenta una sfida significativa per la larghezza di banda dell'interfaccia dati, la potenza di elaborazione del chip di controllo principale e l'efficienza computazionale dei successivi algoritmi di percezione. Se la piattaforma di elaborazione non riesce a tenere il passo, il vantaggio di un numero elevato di linee non verrà sfruttato, diventando invece un peso per il sistema.

Attualmente esiste un solo veicolo prodotto in serie dotato di un sistema LiDAR con più di 500 linee: il JK9X, che utilizza due chip NVIDIA Thor-U e il cui prezzo parte da 559.900 yuan.

Tuttavia, potremmo presto vedere un altro veicolo, il Voyah Taishan, il cui lancio è previsto per novembre. Sarà equipaggiato con il sistema di guida intelligente Huawei Qiankun Intelligent Driving ADS 4 Ultra. Con il debutto di un LiDAR a oltre 500 linee, potrebbe ottenere un vantaggio differenziato più marcato nel campo della guida intelligente rispetto al Wenjie M9, che è equipaggiato con un LiDAR a 192 linee.

L'evoluzione del LiDAR, dalla rotazione alla stazionarietà, dal punto alla superficie e poi all'espansione delle dimensioni spaziali, è essenzialmente una corsa per consentire ai veicoli di "vedere più chiaramente".

Nei prossimi anni, man mano che i radar a stato solido diventeranno più economici e gli algoritmi più potenti, il lidar potrebbe diventare una caratteristica standard di ogni smart car, proprio come gli airbag o le telecamere.

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