2021年,中国将有三款配备激光雷达的生产车型,到年底将有许多生产车型在路上运行。在刚刚过去的车展上,小鹏P5和极限福克斯阿尔法S都在激光雷达上做了大量的宣传。另外,随着2020年美国造车新势力lucid Air的发布,上激光雷达已经成为一种趋势。
就在几年前,激光雷达和相机之间的技术路线还是业界最激烈的分歧之一,马斯克甚至高呼“上激光雷达是一件蠢事”。但现在,尤其是在中国市场,随着越来越多的激光雷达投入使用,这一波浪潮似乎不可逆转。
从机械到固态激光雷达
自2004年国防高级研究计划局(DARPA)举办的DARPA挑战赛以来,激光雷达与自动驾驶形成了不解之缘。
国防高级研究计划局是美国的一个组织,在过去的几十年里,它已经将技术创新从军事用途转移到民用用途。最著名的创新是把互联网带到全世界。2004年、2005年和2007年,DARPA分别举办了三次无人驾驶挑战赛,试图证明自主驾驶的可行性。在第二次挑战中,当时仍是音频设备制造商的威力登开发了激光雷达,并利用它参加了比赛。
到2007年第三届比赛时,六支队伍中有五支使用了威力登的激光雷达,后者成功转型为激光雷达公司,并于2020年上市。据威力登官方介绍,该公司已为300多家客户提供服务,包括全球所有领先的汽车制造商。
威力登机械激光雷达|威力登
但值得注意的是,上述生产车型中并未搭载威力登产品,l4级自动驾驶考试车搭载的更多是威力登。最近的合作公告是,将配备法拉第未来的FF91官方生产型号。
为什么最早进来的厂家赶不上第一波量产?这里要介绍一下激光雷达的原理。
激光雷达,顾名思义,就是利用激光作为它的信号源。激光发射的脉冲激光击中周围物体并导致散射。一些光波将被反射到激光雷达的接收器上。根据激光测距原理,可以计算出激光雷达到目标点的距离。所有数据都可以通过对目标进行连续激光扫描获得,经过成像处理后可以获得精确的三维图像。
根据传感器的不同,激光雷达大致可以分为几种类型:机械式、MEMS微振镜式、旋转镜式和OPA光学相控阵激光雷达。其中,OPA属于纯固态激光雷达,可能是未来自动驾驶的终极解决方案。但是由于技术成熟度等问题,OPA真正落地还需要一段时间。
机械激光雷达是自动驾驶汽车应用中最主流的产品。它可以通过旋转获得360个环境数据。因为大,必须“看清楚”车身周围,所以放在车顶是唯一合适的方式。一般安装在Robotaxi(自动驾驶出租车)车顶进行路试的圆柱形产品是激光雷达,也是威力登最受好评的产品。
然而,机械激光雷达也有几个明显的缺陷。R&D和制造的困难导致高成本、复杂的组装和长的生产周期。上路后,由于内部有机械转动部件,在实际使用环境中可靠性不高。在安全性要求高的车上很难携带。威力登关注的产品实际上需要更长的时间来完善。
速腾巨创的MEMS固态激光雷达售价1898美元|速腾巨创
类固态(或混合固态)激光雷达可视为介于机械和固态之间的技术。技术路线有两种:MEMS和转镜。两者有着相同的一般原理,它们固定光源部分的电子元件,只旋转或振动一些机械部分进行扫描,在可靠性和成本上比机械激光雷达要受约束得多。
小鹏P5使用的是转镜激光雷达,供应商是DJI子公司Livox蓝沃科技。这款名为HAP的新产品宣称对低反射率物体(@10%)的探测距离可达150米,横向视场可达120度,角分辨率可达0.16 * 0.2,点云密度相当于144线激光雷达。
据Geek Park介绍,Extreme Fox Alpha S搭载的激光雷达是MEMS,正面和机身两侧分别安装三个96线激光雷达。
当然,与激光雷达纷纷“上车”的现象相比,其背后反映的事实似乎值得探讨:激光雷达目前已经在中国市场落户,但还远未结束。
路线争议
早在2019年,马斯克就说过,“在车上装激光雷达真的很蠢。”他直接把自动驾驶的技术路线一分为二,引起了千浪。
从那以后,以特斯拉为代表的公司只使用相机和各种传感器作为硬件,其背后的重算法路线与以Waymo为代表的注重激光雷达技术路线相反。到目前为止,谁能走到最后还没有一个决定性的结论。
无论是配备激光雷达的量产车型越来越多,还是巨头进入产业链,激光雷达的技术路线至少在中国市场上已经基本成为定论。可以预见,这个节点过去之后,将会有很多公司陆续进入这个行业,这无疑加速了整个行业的运营。
一个之前一直在看的创业者,准备进入激光雷达市场。他告诉Geek Park,这几年自动驾驶行业还处于讨论阶段,还在乐观和不乐观之间;2015-2020是自主驾驶的前五年。Lidar成为很多车企的首选,不是一蹴而就的,而是得益于这五年的整体积累。
「
从 2015 年开始,自动驾驶逐渐开始走向火热,其实也是成为了共识的一部分,激光雷达在这几年过程中也间接产生了价值。」该创业者表示,5 年时间自动驾驶交出的答卷是自动驾驶不再是梦想,而是非常接近人们的生活。量产车开始加入 L2 级别的辅助驾驶,看到 Robotaxi 也不会感到惊讶,乘车体验也达到了一个很好的水平。下一步其实也很明确,Robotaxi 虽然看起来酷炫,但完全落地的时间线会拉的很长,所以接下来几年重点会放在量产车的 L3 甚至 L4 级别自动驾驶技术上,尽快普及下去。
另外一点,激光雷达的完成度已经达到了 90%,接下来要解决的 10%,则是更加细化的问题。「目前来看,激光雷达还没有形成一个完整的产业链,这也是对我来说最大的机会,」上述创业者表示。
或许,激光雷达的黄金时代,才刚刚开始。
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