激光雷達在自動駕駛技術(shù)中的發(fā)展情況分析

激光雷達是自動駕駛相關(guān)技術(shù)中最受爭議的話題之一。我們已知道特斯拉一直對此不以為然，馬斯克甚至將激光雷達路線稱為“fool’s errand”，并說任何依靠激光雷達的方案都會“doomed”。

特斯拉可能是個例外，因為大多數(shù)OEM和Tier 1開發(fā)的自動駕駛系統(tǒng)都在使用激光雷達。攝像頭或圖像傳感器可以使用圖像處理技術(shù)識別顏色和道路標(biāo)識，但在極端天氣條件（例如大雨、雪和霧）、夜間或照明不足的場景中，攝像頭的能力會受到很大影響。另外，攝像頭需要更多的計算能力，這也是很大的挑戰(zhàn)，因為其它部分也是需要相應(yīng)算力的；雷達可以在所有環(huán)境條件下運行，并可以區(qū)分靜止或運動的物體；激光雷達不僅可以測距，還可以準(zhǔn)確分辨出物體的大小，可以使圖像分析更加簡單快捷。但激光雷達無法檢測到交通信號燈的顏色，無法解釋文字或路標(biāo)。

目前大部分開發(fā)高級自動駕駛解決方案的公司都采用激光雷達作為關(guān)鍵傳感器之一。就自動駕駛的不同級別而言，大多L2車輛（例如交通擁堵輔助和自動泊車輔助）都有望配備激光雷達，而從現(xiàn)實來看激光雷達對于L3-L5又是必不可少的。

因此，多家公司進入了激光雷達市場，且增長迅速。目前，大約有40-50個主要玩家在開發(fā)激光雷達系統(tǒng)。激光雷達的熱度還可以通過資本市場的反應(yīng)看得出來，多家初創(chuàng)公司已實現(xiàn)了多輪融資。上個月，現(xiàn)代摩比斯宣布對Velodyne投資5,000萬美元。今年6月，Innoviz在C輪中融到了1億美元，到目前為止共計2.52億美元。同月，Ouster從投資者那里籌集了6,000萬美元。

ADAS與激光雷達

激光雷達還可能成為ADAS領(lǐng)域中的高級傳感器。目前OEM和Tier 1們的主流方案主要還是采用攝像頭與雷達。但ADAS功能中的像AEB、BSD、交叉路口/前向/后向碰撞檢測、移動物體檢測、LCA、LKA、轉(zhuǎn)向避讓、自動/半自動泊車、ACC、智能大燈輔助和TJP等等多種功能都可以通過激光雷達而得到性能上的增強。

Yole的報告中也表示，未來ADAS和自動駕駛可能都會成為激光雷達的重要增長動力。

激光雷達采購策略

目前各公司都在采用不同的激光雷達采購策略。一些robotaxi公司或Tier 1甚至在內(nèi)部開發(fā)激光雷達，而另一些正在成為系統(tǒng)集成商。Waymo最初使用的是Velodyne的激光雷達，但從2011年開始內(nèi)部開發(fā)，已開發(fā)了三種產(chǎn)品：近距、中距和遠距激光雷達。大約三年前，Waymo的的CEO John Krafcik說，他們已經(jīng)把激光雷達的成本降低了90％。目前他們正在自己的車隊中使用自研的激光雷達。今年3月，Waymo開始向機器人、安防和農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的公司們出售激光雷達。

一些公司則是收購了激光雷達初創(chuàng)公司。2017年10月，通用Cruise收購了加州的固態(tài)激光雷達技術(shù)初創(chuàng)公司Strobe。當(dāng)時，Cruise宣稱Strobe的芯片級激光雷達技術(shù)不僅會顯著增強AV的功能，且會將整個傳感器集成為一個芯片，可以將激光雷達的成本降低99％；

大約在同一時間，福特的Argo AI收購了Princeton Lightwave。Princeton基于Geiger模式雪崩光電二極管（APD）的激光雷達可達到250米的探測距離。福特和Argo AI計劃使用Princeton的激光雷達技術(shù)來增強其AV在充滿挑戰(zhàn)的城市環(huán)境中的感知能力。福特還是Velodyne的投資者之一。2016年，福特與百度一起向Velodyne投資了1.5億美元。目前福特一直在自己的自動駕駛測試車隊中使用著Velodyne的激光雷達。

另有一些公司向激光雷達初創(chuàng)公司進行了投資。2018年6月，沃爾沃的企業(yè)風(fēng)投部門（CVC）投資了Luminar。這項戰(zhàn)略投資加強了兩家公司之間正在進行的合作，其中包括在沃爾沃的AV上測試Luminar的激光雷達。

豐田和寶馬的風(fēng)投機構(gòu)豐田AI Ventures和寶馬iVentures分別加入了Blackmore的B輪融資，該公司于今年5月又被Aurora Innovation收購。Aurora計劃將Blackmore的激光雷達集成到其自動駕駛系統(tǒng)中。而Aurora又在自動駕駛領(lǐng)域與現(xiàn)代和大眾有合作。

2017年8月，麥格納投資了專注于固態(tài)激光雷達的Innoviz。麥格納與Innoviz合作，將其固態(tài)激光雷達集成到其MAX4自動駕駛平臺中，該平臺主要針對實現(xiàn)L2-L4。麥格納是寶馬、英特爾/Mobileye聯(lián)盟的成員，該聯(lián)盟主要在開發(fā)該L3-L5系統(tǒng)。2018年4月，麥格納和Innoviz獲得了寶馬的訂單，將為寶馬全新的iNEXT電動SUV提供激光雷達，計劃于2021年投入量產(chǎn)。屆時iNXET將具有L3自動駕駛功能。

成本仍然是主要挑戰(zhàn)

激光雷達是自動駕駛系統(tǒng)中最昂貴的傳感器。Google的無人駕駛測試車輛最初使用了Velodyne的激光雷達。據(jù)報道，每臺激光雷達價格高達75,000美元。之后Waymo便自行開發(fā)激光雷達，將成本降低了90％。

除非激光雷達的成本可以大幅降低，自動駕駛在私家車領(lǐng)域商業(yè)化才可行。為此許多初創(chuàng)公司已經(jīng)聲稱可以提供成本更低的激光雷達。兩年前，Quanergy開始將其固態(tài)3D激光雷達S3投入商業(yè)生產(chǎn)。該公司聲稱，S3的批量采購單價僅為250美元。Quanergy設(shè)定了一個雄心勃勃的目標(biāo)，計劃將單價進一步降到100美元。

Velodyne也在努力進行降本。2018年1月，該公司將VLP-16 Puck的價格降到了4,000美元，相比之前降低了50%。Velodyne并未對外公產(chǎn)品價格，但該公司表示，總的來說價格取決于傳感器的規(guī)格、功能及訂單的性質(zhì)，例如交付的數(shù)量和緊急程度。

前不久，Velodyne推出了用于自動駕駛應(yīng)用的Alpha Prime。該產(chǎn)品使用Velodyne的專有環(huán)視技術(shù)來實現(xiàn)他們稱之為一種傳感器最高的綜合性能。Alpha Prime可提供360°水平FOV、40°垂直FoV，并有著出色的探距能力。

另外Velodyne的固態(tài)激光雷達Velarray，水平FoV為120°、垂直FoV為35°，探測距離可達200米。Velodyne將在CES 2020上宣布一種新的激光雷達解決方案，該公司表示，該解決方案將為行業(yè)帶來更高的成本效益水平。

后記

很顯然，除少數(shù)例外，大多數(shù)AV公司都在使用激光雷達。目前似乎是車載激光雷達的關(guān)鍵時期，且尚不確定哪種技術(shù)路線會獲勝。目前也有公司提出一些新的解決方案，所有現(xiàn)有解決方案都聲稱擁有內(nèi)部專有IP來克服相應(yīng)的缺點。激光雷達2025年以后的前景仍然不明朗。

汽車產(chǎn)業(yè)也已經(jīng)意識到距離AV商業(yè)落地還需要很多年。迄今為止，雖然激光雷達已被多數(shù)AV測試車輛廣泛采用，人們也越來越傾向?qū)⒓す饫走_用于ADAS應(yīng)用。但ADAS中激光雷達的使用又在很大程度上取決于成本。

一些激光雷達公司聲稱，根據(jù)應(yīng)用和所需性能的不同，可以提供價格低于1,000美元的激光雷達。但對于類似BSD等應(yīng)用的短距激光雷達，要想具有競爭力，成本必須在150-250美元之間。對于可用于前/后視應(yīng)用的遠距激光雷達，相應(yīng)ADAS系統(tǒng)的價格大約為300美元，而robotaxi時的價格大約為800美元。