《電子技術(shù)應(yīng)用》
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激光雷达 低价高能推动无人驾驶爆发

2016-11-07

  最近一段時(shí)間,激光雷達(dá)這個(gè)聽上去科技感爆棚的電子設(shè)備,不斷地沖擊汽車行業(yè)人士的視線。圍繞激光雷達(dá)廠商布局、投資、產(chǎn)品及技術(shù)的新聞屢屢見諸報(bào)端,甚至讓人有應(yīng)接不暇之感。

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  其實(shí),隨著“無人駕駛”變得越來越熱,這種現(xiàn)象不足為奇。作為一項(xiàng)新型車用探測器——看上去好似倒扣黑色花盆的激光雷達(dá)在無人駕駛試驗(yàn)車頂上不停地旋轉(zhuǎn),好似“全視之眼”一樣掃描著周圍的環(huán)境,感知路況的細(xì)微變化。雖然這種設(shè)備將使無人駕駛變得更具安全感,但其動(dòng)輒上萬美元的售價(jià),成為了大規(guī)模量產(chǎn)的最大阻礙。

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  當(dāng)前,車用激光雷達(dá)有兩種產(chǎn)品路線,以探測角度作為區(qū)分。一種是以美國Velodyne Lidar公司產(chǎn)品為代表的360度激光雷達(dá),一般配裝在車頂;另一種是以德國Ibeo公司產(chǎn)品為代表的110度扇形面激光雷達(dá),一般安裝在車頭和車尾。這兩種產(chǎn)品都采用了相似的TOF(Time Of Flight)技術(shù)路線,即通過計(jì)算接收到反射激光的時(shí)間差,來測量車輛到障礙物之間的距離,最遠(yuǎn)可達(dá)300米。

  因?yàn)楣馑僭?00米的距離內(nèi)傳播與反射幾乎不需要時(shí)間,激光雷達(dá)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確程度非常高。同時(shí),多線程的激光雷達(dá)發(fā)出的多道激光束可為目標(biāo)物體進(jìn)行更精確地畫像,讓車輛對道路環(huán)境有更加清晰地預(yù)判。除此之外,激光雷達(dá)還可以根據(jù)目標(biāo)物的反射率,判斷其材質(zhì),從而為車輛的其他傳感器提供感知輔助。

  正是看到了激光雷達(dá)的這些優(yōu)點(diǎn),越來越多的整車廠、科技公司以及零部件廠商對這個(gè)領(lǐng)域逐漸產(chǎn)生濃厚的興趣。8月,Velodyne Lidar獲得福特與百度共計(jì)1.5億美元的巨額投資。采埃孚選擇收購Ibeo40%的股權(quán),共同研究激光雷達(dá)。同為零部件供應(yīng)商的德爾福動(dòng)手更早,去年10月與美國創(chuàng)業(yè)公司Quanergy合作,共同開發(fā)低成本的激光雷達(dá)。日前,Quanergy又被曝出募得9000萬美元投資的消息。此外,以色列初創(chuàng)公司Innoviz還宣布已完成高達(dá)900萬美元的A輪融資,將完成固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品的研發(fā)工作。

  成本高企掣肘大規(guī)模應(yīng)用

  根據(jù)眾企業(yè)的規(guī)劃,無人駕駛離市場化似乎只有幾年時(shí)間。從這個(gè)角度上說,集萬千寵愛于一身的激光雷達(dá),市場前景不可謂不廣闊。然而,其高昂的售價(jià)和“敏感”的特質(zhì),成為大規(guī)模量產(chǎn)的最大阻礙。

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  以百度無人駕駛測試車(以寶馬3系GT為原型)為例,其配裝Velodyne Lidar的最頂尖產(chǎn)品——64線激光雷達(dá)。據(jù)Velodyne Lidar公司亞洲區(qū)總監(jiān)翁煒介紹,這款雷達(dá)原售價(jià)8萬美元,加上進(jìn)口稅、后續(xù)服務(wù)等費(fèi)用,最終成本超過70萬元(人民幣)。而這款原型車頂配版本在中國市場的售價(jià)還不到67萬元。

  翁煒對此表示,目前激光雷達(dá)價(jià)格高企在行業(yè)內(nèi)是普遍現(xiàn)象,其根本原因在于訂單太少,只能采用工人手工安裝與調(diào)試的生產(chǎn)方式,無法與代工廠合作進(jìn)行大批量生產(chǎn)?!?016年前,我們的年訂單量僅為3000臺?!彼f道,“主要客戶是安保公司和高精度地圖公司。”這導(dǎo)致當(dāng)前Velodyne Lidar的多線程產(chǎn)品中最便宜的16線激光雷達(dá),價(jià)格也高達(dá)7999美元。

  德國企業(yè)Ibeo在中國的合作伙伴、北京歐百拓信息科技發(fā)展有限公司運(yùn)營總監(jiān)郝哲也談到了類似的情況。據(jù)他介紹,Ibeo的單個(gè)產(chǎn)品售價(jià)約10萬元(人民幣),可以滿足目前整車廠ADAS功能需求,但如果要實(shí)現(xiàn)車輛的無人駕駛,則需要在車身四周安裝4到6個(gè)激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)360度覆蓋,“成本一下子就會(huì)上升到70萬~100萬元”。

  除此之外,“敏感”的特質(zhì)也是個(gè)問題。郝哲介紹稱,激光雷達(dá)的高精密性有助于實(shí)時(shí)監(jiān)測道路環(huán)境的細(xì)微變化,但也容易因?yàn)樵O(shè)備過于敏感而產(chǎn)生誤報(bào)。這就需要設(shè)備供應(yīng)商在硬件和算法研發(fā)方面下更多功夫,減少因?yàn)橥饨绛h(huán)境顛簸、溫度變化等而帶來的干擾,提升激光雷達(dá)的魯棒性(系統(tǒng)的健壯性)、延長其壽命。他表示,這還需要供應(yīng)商和整車廠之間增強(qiáng)合作,共同開發(fā)。

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  雖然現(xiàn)在激光雷達(dá)的產(chǎn)銷量都不高,但這個(gè)市場的爆發(fā)點(diǎn)已在不遠(yuǎn)處。

  翁煒對記者表示,相比較去年,汽車企業(yè)的介入將讓他們今年的產(chǎn)品銷量翻3番左右。他推測,為實(shí)現(xiàn)2020年前后推出無人駕駛量產(chǎn)車的目標(biāo),企業(yè)最晚將在2018年前后推出測試車輛?!懊考臆嚻鬁y試車隊(duì)的規(guī)模預(yù)計(jì)會(huì)高達(dá)600~1200輛,加上共享出行公司的采購量,屆時(shí)激光雷達(dá)市場的整體年產(chǎn)銷量將達(dá)到幾十萬臺?!蔽虩槝酚^地表示,“到2020年這個(gè)數(shù)字會(huì)高達(dá)百萬,到2025年將實(shí)現(xiàn)千萬臺規(guī)模?!?為此,他們已經(jīng)安排專門的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行大規(guī)模量產(chǎn)的準(zhǔn)備工作,預(yù)計(jì)2017年下半年或更早將開始與代工廠進(jìn)行合作。國內(nèi)從事車用激光雷達(dá)業(yè)務(wù)的深圳市鐳神智能系統(tǒng)有限公司創(chuàng)始人胡小波也對記者表示,他們原本主要生產(chǎn)智能機(jī)器人用的激光雷達(dá),近期也在向車用方向推進(jìn),未來產(chǎn)品會(huì)先滿足后裝ADAS市場的需求。

  郝哲也向記者透露,未來企業(yè)將在激光雷達(dá)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就考慮汽車的使用場景。他表示:“量產(chǎn)時(shí)或許會(huì)在一定程度上犧牲探測精度,提升感知的效率,為產(chǎn)品的商業(yè)化提供更多便利。”

  此外,一些激光雷達(dá)廠商也在推動(dòng)產(chǎn)品向固態(tài)化方向發(fā)展。它們采用了與當(dāng)前主流TOF不同的相控陣技術(shù)路線,不用旋轉(zhuǎn)的方式而是直接射出高能激光束對目標(biāo)物體進(jìn)行掃描,進(jìn)行環(huán)境感知。相比于常見的機(jī)械激光雷達(dá),固態(tài)產(chǎn)品擁有體積小、成本低等優(yōu)勢,但激光束的工作波長與強(qiáng)度大于人眼能夠承受的極限,容易誤傷人。

  不管怎樣,激光雷達(dá)固態(tài)化的發(fā)展路線已得到了包括美國國家航空航天局在內(nèi)的不少專業(yè)機(jī)構(gòu)的肯定。相信隨著相關(guān)企業(yè)的技術(shù)改進(jìn),小巧、價(jià)廉的固態(tài)激光雷達(dá)將得到越來越多的市場應(yīng)用。


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