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純固態(tài)＋補(bǔ)盲，激光雷達(dá)“卷”向新賽道

2022-11-11 13:44:42蓋世汽車(chē) 閱讀量：482 我要評(píng)論


　　【百分零部件網(wǎng) 技術(shù)前沿】 與整個(gè)大的智能駕駛賽道類(lèi)似，在激光雷達(dá)這個(gè)核心的技術(shù)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)與國(guó)外也正呈現(xiàn)“冰火兩重天”的迥異格局。
 
　　當(dāng)前國(guó)內(nèi)外頭部激光雷達(dá)企業(yè)截然不同的生存現(xiàn)狀，就是最好的證明。
 
　　據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)激光雷達(dá)公司Velodyne和Ouster正在尋求合并，以通過(guò)雙方業(yè)務(wù)上的深度協(xié)同，尋找一條更快的盈利路徑。
 
　　要知道在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間里，Velodyne一直被認(rèn)為是激光雷達(dá)領(lǐng)域絕對(duì)的龍頭，而Ouster憑借全固態(tài)數(shù)字激光雷達(dá)，更是在全球多個(gè)應(yīng)用市場(chǎng)收獲了數(shù)百個(gè)客戶(hù)。即便如此， 兩家公司還是抵不過(guò)自動(dòng)駕駛汽車(chē)大規(guī)模部署遲遲未及預(yù)期帶來(lái)的沉重打擊，不得不選擇化敵為友，抱團(tuán)求生。
 
　　比較之下，同有激光雷達(dá)“鼻祖”之稱(chēng)的Ibeo就沒(méi)有這么幸運(yùn)了。由于無(wú)法獲得進(jìn)一步的融資，該公司已于10月被曝申請(qǐng)了破產(chǎn)重組，以給投資談判爭(zhēng)取時(shí)間。有意思的是，這家公司在激光雷達(dá)技術(shù)路線上也是選擇一步到位的全固態(tài)激光雷達(dá)，然而這種先發(fā)優(yōu)勢(shì)卻并沒(méi)有給Ibeo帶來(lái)預(yù)想之中的收獲，反而讓Ibeo早早地陷入了生存困境。
 
　　而縱觀國(guó)內(nèi)，得益于智能駕駛的快速發(fā)展，車(chē)載激光雷達(dá)已經(jīng)于2022年正式迎來(lái)了大規(guī)模量產(chǎn)。
 
　　據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，去年中國(guó)乘用車(chē)市場(chǎng)前裝標(biāo)配的激光雷達(dá)數(shù)量還不到萬(wàn)顆，今年已經(jīng)達(dá)到了數(shù)萬(wàn)顆。按照目前的市場(chǎng)形勢(shì)，接下來(lái)這一數(shù)量還將繼續(xù)增長(zhǎng)，最終全年乘用車(chē)市場(chǎng)前裝搭載的激光雷達(dá)數(shù)量或?qū)⒊^(guò)10萬(wàn)顆。2023年，樂(lè)觀假設(shè)下裝配量有望進(jìn)一步?jīng)_刺50萬(wàn)顆。
 
　　伴隨著量產(chǎn)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，主要的激光雷達(dá)廠商們紛紛開(kāi)始解鎖激光雷達(dá)在車(chē)端新的應(yīng)用場(chǎng)景。
 
　　過(guò)去一周，亮道智能、禾賽科技、速騰聚創(chuàng)三家本土激光雷達(dá)廠商相繼公布了在純固態(tài)補(bǔ)盲雷達(dá)領(lǐng)域的最新進(jìn)展，從大家公布的時(shí)間線來(lái)看，都將2023年作為了開(kāi)啟量產(chǎn)的關(guān)鍵之年。
 
　　這意味著，繼今年車(chē)載激光雷達(dá)大規(guī)模上車(chē)，2023年純固態(tài)補(bǔ)盲雷達(dá)也有望邁入規(guī)?；瘧?yīng)用的元年。
 
　　車(chē)載激光雷達(dá)刮起“補(bǔ)盲”風(fēng)
 
　　11月8日，亮道智能宣布其補(bǔ)盲激光雷達(dá)LDSatellite™的核心元器件SPAD芯片已成功通過(guò)AEC-Q100認(rèn)證，正式進(jìn)入車(chē)規(guī)驗(yàn)證階段。
 
　　亮道智能是激光雷達(dá)廠商中較早發(fā)布純固態(tài)補(bǔ)盲雷達(dá)的。早在今年5月，亮道智能就正式面向公眾推出了補(bǔ)盲激光雷達(dá)LDSatellite™，這意味著從發(fā)布時(shí)間上，速騰聚創(chuàng)和禾賽科技晚了半年。
 
　　但正如亮道智能所言，對(duì)于激光雷達(dá)來(lái)說(shuō)，發(fā)布只是一次正式對(duì)外的亮相，能否量產(chǎn)才是真正的較量。這個(gè)賽道最終比拼的并不是發(fā)布時(shí)間，而是各家企業(yè)真正的產(chǎn)品力和量產(chǎn)實(shí)力。
 
　　那么從產(chǎn)品力來(lái)看，目前這幾家企業(yè)的補(bǔ)盲雷達(dá)性能如何呢？這里提供一些官方信息給大家參考：
 
　　亮道智能LDSatellite™：視場(chǎng)角120°×75°，得益于純芯片化設(shè)計(jì)，激光雷達(dá)外露窗口可實(shí)現(xiàn)僅48mm×88mm，大小與常見(jiàn)的信用卡尺寸相當(dāng)。
 
　　速騰聚創(chuàng)RS-LiDAR-E1：視場(chǎng)角120°×90°，同時(shí)在90°的垂直視場(chǎng)角基礎(chǔ)上，還保留了8°左右的視場(chǎng)角上揚(yáng)；測(cè)距能力為30米@10%，最遠(yuǎn)測(cè)距120米，據(jù)稱(chēng)可以完整探測(cè)6車(chē)道外的切向來(lái)車(chē)，覆蓋雙向12車(chē)道十字路口場(chǎng)景。
 
　　禾賽科技FT120：視場(chǎng)角100° x 75°，在10% 反射率標(biāo)準(zhǔn)下，最遠(yuǎn)可以測(cè)距30m，最大量程為 100 m，產(chǎn)品最小外露視窗尺寸僅為 70 mm x 50 mm。
 
　　可以看出，除了和當(dāng)前已經(jīng)在量產(chǎn)車(chē)上廣泛采用的前向激光雷達(dá)一樣追求超大水平視場(chǎng)角，補(bǔ)盲雷達(dá)同時(shí)還要求具備超大垂直視場(chǎng)角——至少75°以上。
 
　　這是因?yàn)槟壳耙呀?jīng)開(kāi)始量產(chǎn)應(yīng)用的前向激光雷達(dá)垂直視場(chǎng)角普遍不高——禾賽的AT128和速騰聚創(chuàng)的RS-LiDAR-M1就分別只有25.4°與25°，這樣導(dǎo)致的結(jié)果是無(wú)論裝在前保險(xiǎn)杠還是車(chē)頂，在探測(cè)時(shí)都會(huì)存在一定范圍的近場(chǎng)盲區(qū)，無(wú)法應(yīng)對(duì)一些特殊場(chǎng)景，比如車(chē)前突然躥出的寵物狗、寵物貓等。
 
　　但如果在車(chē)側(cè)增加垂直視場(chǎng)角不低于 75°的側(cè)向激光雷達(dá)，就可以與前向激光雷達(dá)的近場(chǎng)盲區(qū)進(jìn)行點(diǎn)云互補(bǔ)，從而實(shí)現(xiàn)低矮物體比如馬路邊沿、減速帶等目標(biāo)物，以及相鄰車(chē)道線的探測(cè)，這在泊車(chē)以及當(dāng)前行業(yè)重點(diǎn)攻克的城市場(chǎng)景中尤為重要。
 
　　值得關(guān)注的是，除了通過(guò)超大垂直視場(chǎng)角彌補(bǔ)前向主激光雷達(dá)的近場(chǎng)感知盲區(qū)，基于側(cè)向補(bǔ)盲雷達(dá)+前向激光雷達(dá)的組合，還可以在有限的成本條件下，實(shí)現(xiàn)覆蓋車(chē)身四周完整的3D環(huán)境感知方案。
 
　　速騰聚創(chuàng)就表示，在當(dāng)前主流“視覺(jué)+前視激光雷達(dá)”感知方案的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加兩顆E1，就可以構(gòu)成“視覺(jué)+360°激光雷達(dá)”的感知方案，實(shí)現(xiàn)360°的全覆蓋、無(wú)盲區(qū)感知效果。速騰聚創(chuàng)現(xiàn)階段主推的前向激光雷達(dá)RS-LiDAR-M1，同樣擁有120°的超廣水平視場(chǎng)角。
 
　　禾賽也表示，今后將可以通過(guò)AT128+FT120組合，為整車(chē)廠提供完整的3D環(huán)境感知方案，助力車(chē)企更好地實(shí)現(xiàn)車(chē)端融合感知。
 
　　純固態(tài)，是這幾款補(bǔ)盲雷達(dá)的另一大特點(diǎn)。所謂純固態(tài)，即內(nèi)部無(wú)任何運(yùn)動(dòng)部件，激光發(fā)射與接收完全通過(guò)芯片完成，這樣帶來(lái)的好處是可以實(shí)現(xiàn)較高的穩(wěn)定性、長(zhǎng)使用壽命與低成本。
 
　　例如亮道智能基于Flash技術(shù)的純固態(tài)側(cè)向補(bǔ)盲激光雷達(dá)，據(jù)該公司CMO江南逸此前介紹，零部件數(shù)量只有其他激光雷達(dá)的1/3左右，不僅成本上更加可控，而且純固態(tài)的形式更有助于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化地產(chǎn)線生產(chǎn)，且生產(chǎn)成本僅為其他激光雷達(dá)成本的1/10。
 
　　另外，由于芯片的高度集成化，導(dǎo)致內(nèi)部總元器件數(shù)量相比傳統(tǒng)激光雷達(dá)大大減少，有助于更好地縮小激光雷達(dá)體積，與整車(chē)更靈活地集成。比如根據(jù)客戶(hù)整車(chē)開(kāi)發(fā)需求，嵌入前保險(xiǎn)杠兩側(cè)、左右翼子板、車(chē)頂兩側(cè)、后保險(xiǎn)杠等位置，兼顧功能實(shí)現(xiàn)與外觀審美。
 
　　正因?yàn)槿绱?，業(yè)界普遍認(rèn)為，對(duì)于車(chē)載激光雷達(dá)，機(jī)械式是過(guò)去，混合固態(tài)是現(xiàn)在，但未來(lái)是屬于純固態(tài)的。目前來(lái)看，這個(gè)新的賽道正在逐步開(kāi)啟。
 
　　亮道智能的LDSatellite™此前就已經(jīng)進(jìn)入了客戶(hù)送樣階段。伴隨著客戶(hù)拓展工作的推進(jìn)，亮道智能也在積極部署建設(shè)全自動(dòng)化智能產(chǎn)線，計(jì)劃在2023年第一季度進(jìn)入投產(chǎn)驗(yàn)證階段。
 
　　速騰聚創(chuàng)的RS-LiDAR-E1，則計(jì)劃于2023年下半年SOP。目前，速騰聚創(chuàng)已經(jīng)步入了車(chē)載激光雷達(dá)的規(guī)模化量產(chǎn)階段，其第二代智能固態(tài)激光雷達(dá)RS-LiDAR-M1已共計(jì)獲得了50余款車(chē)型定點(diǎn)訂單。
 
　　為保證這些量產(chǎn)項(xiàng)目的穩(wěn)步交付，速騰聚創(chuàng)正在構(gòu)建深圳-東莞-廣州三方一體的制造集群，作為該集群的一部分，速騰聚創(chuàng)還與立訊合資成立了Luxsense(立騰創(chuàng)新)，負(fù)責(zé)激光雷達(dá)的生產(chǎn)。據(jù)悉，整個(gè)制造集群一期投資超10億元，設(shè)計(jì)年總產(chǎn)能100萬(wàn)臺(tái)，項(xiàng)目將先后搭建近2 條自動(dòng)化產(chǎn)線，預(yù)計(jì)能實(shí)現(xiàn)每12秒下線一臺(tái)激光雷達(dá)的生產(chǎn)速度。
 
　　而禾賽的FT120，據(jù)禾賽科技CEO李一帆此前在發(fā)布會(huì)上透露，截止當(dāng)前已經(jīng)獲得了多家主機(jī)廠總計(jì)超過(guò)一百萬(wàn)臺(tái)的定點(diǎn)，預(yù)計(jì)2023年下半年量產(chǎn)交付。如果加上面向量產(chǎn)ADAS市場(chǎng)的明星產(chǎn)品AT128，目前禾賽已共計(jì)拿下了數(shù)百萬(wàn)臺(tái)的量產(chǎn)定點(diǎn)。
 
　　當(dāng)前，禾賽的AT128已經(jīng)在穩(wěn)步交付當(dāng)中，過(guò)去兩個(gè)月單月交付量均突破了10000臺(tái)。為更好地滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，當(dāng)前禾賽正在快速推進(jìn)麥克斯韋智造中心的建設(shè)。該工廠投資近 2 億美元，計(jì)劃年產(chǎn)能120萬(wàn)臺(tái)，預(yù)計(jì)2023年上半年全面投產(chǎn)。
 
　　補(bǔ)盲激光雷達(dá)究竟能帶來(lái)什么？
 
　　顯然是更高的感知安全性和可靠性。
 
　　在自動(dòng)駕駛感知方案上，盡管業(yè)界一直有“純視覺(jué)還是多傳感器融合”的技術(shù)路線之爭(zhēng)，然而在量產(chǎn)車(chē)市場(chǎng)，除特斯拉外，大家的步伐其實(shí)高度一致，絕大部分都選擇了“攝像頭+毫米波雷達(dá)+前視激光雷達(dá)”的融合感知方案。
 
　　這其實(shí)不難理解，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的本質(zhì)還是一種交通工具，這就決定了人們對(duì)于安全的追求是無(wú)止境的。而目前主流的傳感器，無(wú)論毫米波雷達(dá)、視覺(jué)還是激光雷達(dá)，都存在各自的局限，在感知算法能力也有限的情況下，大家只能通過(guò)“取長(zhǎng)補(bǔ)短”來(lái)互相彌補(bǔ)不足。
 
　　不可否認(rèn)，在絕大多數(shù)的駕駛場(chǎng)景中，這一融合方案都足以應(yīng)對(duì)。但細(xì)究之下，依然存在諸多的不完美之處。
 
　　一個(gè)不容忽略的事實(shí)是，出于成本考慮，現(xiàn)階段大部分量產(chǎn)車(chē)在融合感知方案中都是采用一顆主激光雷達(dá)進(jìn)行前向感知。但由于相對(duì)較小的垂直視場(chǎng)角，使得前向激光雷達(dá)在實(shí)際探測(cè)過(guò)程中會(huì)存在近場(chǎng)盲區(qū)，這意味著在近場(chǎng)感知方面，激光雷達(dá)無(wú)法與其他傳感器形成冗余。
 
　　這時(shí)候如果再碰上攝像頭感知失效，很容易發(fā)生事故，令人頭痛的Corne case往往就是這樣發(fā)生的。尤其是在泊車(chē)場(chǎng)景中，室內(nèi)停車(chē)場(chǎng)大多光線昏暗，攝像頭的感知能力很容易受到影響。毫米波雷達(dá)則存在分辨率不高、容易出現(xiàn)誤檢和漏檢等不足。
 
　　更何況基于視覺(jué)進(jìn)行感知系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，本身就存在感知訓(xùn)練邏輯上的短板。目前主流的視覺(jué)感知技術(shù)都是基于深度學(xué)習(xí)進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)，攝像頭的識(shí)別能力有多強(qiáng)，就取決于前期用來(lái)學(xué)習(xí)訓(xùn)練的樣本數(shù)據(jù)有多大，質(zhì)量有多高。因此對(duì)于一些不常見(jiàn)的不規(guī)則物體，識(shí)別不出來(lái)很正常。
 
　　而在擁堵場(chǎng)景中，由于目前主流的一顆前向激光雷達(dá)配置方案，其水平視場(chǎng)角一般在90°-120°之間，當(dāng)前向激光雷達(dá)探測(cè)到加塞車(chē)輛時(shí)，雙車(chē)距離已相當(dāng)貼近，決策響應(yīng)時(shí)間不足，也很容易發(fā)生碰撞。類(lèi)似的場(chǎng)景還有很多，比如經(jīng)過(guò)復(fù)雜的十字路口時(shí)，由于存在多種不同的交通參與者，對(duì)于感知的要求也大幅提升。
 
　　正是看到這些場(chǎng)景需求，過(guò)去兩年主流的激光雷達(dá)廠商都在積極推進(jìn)補(bǔ)盲激光雷達(dá)的研發(fā)，以加強(qiáng)近距離感知盲區(qū)的探測(cè)。但直到目前真正投入應(yīng)用的補(bǔ)盲激光雷達(dá)產(chǎn)品并不多，一徑科技的ML-30s算一個(gè)，不過(guò)這是一款基于MEMS微振鏡+1550nm 光纖激光器方案的激光雷達(dá)，并非純固態(tài)方案。
 
　　該款產(chǎn)品FOV達(dá)140°*70°，覆蓋距離超過(guò)20m@10%，配合一徑科技長(zhǎng)距前向MEMS激光雷達(dá)ML-Xs，也可以為車(chē)企提供基于激光雷達(dá)的全車(chē)域的感知識(shí)別與補(bǔ)盲。
 
　　另外還有洛微科技的D系列，據(jù)官方資料，定位也是大視場(chǎng)補(bǔ)盲激光雷達(dá)。該產(chǎn)品采用了洛微科技自研的硅光相控陣(OPA)及調(diào)頻連續(xù)波相干探測(cè)(FMCW)技術(shù)，也是目前市場(chǎng)上為數(shù)不多采用了OPA技術(shù)路線的純固態(tài)激光雷達(dá)，視場(chǎng)角達(dá)120°x90°，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，主要用于商用車(chē)、末端物流無(wú)人車(chē)和環(huán)衛(wèi)消殺機(jī)器人的環(huán)視補(bǔ)盲和3D感知。
 
　　預(yù)計(jì)到明年，隨著更多企業(yè)的補(bǔ)盲產(chǎn)品相繼量產(chǎn)，該賽道將真正開(kāi)始熱鬧起來(lái)。
 
　　特別是隨著各類(lèi)智能駕駛系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景從高速逐漸往城市場(chǎng)景拓展，應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜度的大幅提升，也進(jìn)一步加大了對(duì)補(bǔ)盲激光雷達(dá)的需求。
 
　　亮道智能就認(rèn)為，如果要進(jìn)一步提升NGP的安全性與駕乘體驗(yàn)，側(cè)向補(bǔ)盲激光雷達(dá)不可或缺。在L3級(jí)自動(dòng)駕駛中，如記憶泊車(chē)、高速TJP/HWP功能，涉及到高精地圖和車(chē)道線定位的情況下，側(cè)向補(bǔ)盲激光雷達(dá)將是必備傳感器。到了L4限定場(chǎng)景自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，側(cè)向補(bǔ)盲激光雷達(dá)將是核心傳感器。
 
　　不過(guò)另一方面，出于性?xún)r(jià)比和“不堆料”考慮，當(dāng)前市場(chǎng)也不乏力爭(zhēng)用一顆激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)城市NOA的企業(yè)。輕舟智航就認(rèn)為，考慮到自動(dòng)駕駛車(chē)輛在行進(jìn)過(guò)程中，道路上的潛在交互場(chǎng)景主要出現(xiàn)在自車(chē)正前及側(cè)前方，使用120°前向激光雷達(dá)足以處理絕大部分車(chē)輛需要關(guān)注的復(fù)雜場(chǎng)景。
 
　　即便是倒車(chē)場(chǎng)景，憑借前方的一顆激光雷達(dá)，也能夠讓車(chē)輛時(shí)刻看清狹窄車(chē)庫(kù)中的行人和鬼探頭車(chē)輛。而且倒車(chē)一般在速度較低的道路或停車(chē)場(chǎng)，自車(chē)和其他交通參與者速度都不高，無(wú)需依賴(lài)激光雷達(dá)其實(shí)也能完成基本倒車(chē)場(chǎng)景功能。
 
　　更何況，搭載更多的激光雷達(dá)同時(shí)也意味著更高的成本。
 
　　李一帆此前就坦言，盡管純固態(tài)補(bǔ)盲激光雷達(dá)的成本相較于半固態(tài)的 AT128 ，已經(jīng)便宜了很多了，但是相比市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的攝像頭，還是要貴的，并且在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)這種“劣勢(shì)”將一直存在。
 
　　這意味著，純固態(tài)補(bǔ)盲雷達(dá)接下來(lái)市場(chǎng)需求究竟如何，關(guān)鍵還取決于整車(chē)廠們?cè)趺催x，究竟是把成本可控放在首位，還是秉承著追求更高安全性的目標(biāo)，給補(bǔ)盲雷達(dá)一個(gè)機(jī)會(huì)。
 
　　答案，明年或見(jiàn)分曉。
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