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激光雷达的世界大战:未来发展趋势如何?

导读: 为了迎合整车厂派的要求,激光雷达市场上的参与者都在着手开发性能更好、体积更小、成本更低的激光雷达,并且,其中一些公司已经取得了初步进展并公布了量产计划。

在谷歌、百度、通用、Uber等各主要参战方的持续发力下,L4级无人驾驶汽车离量产越来越近,不过,在最终目标实现前,业界还需要克服不少障碍。

在被问到“无人驾驶量产最大的障碍是什么”时,几乎所有从业者都会提到“激光雷达太贵”。特斯拉的两次致命事故及接二连三的追尾事故似乎也在暗示,离开了激光雷达,无人驾驶汽车的量产就只能是一个遥不可及的梦想。

也正因此,激光雷达就成了产业链上各方关注的焦点、甚至是竞相争夺的“战略制高点”。尤其是,进入2017年第四季度,激光雷达的战场,成了无人驾驶战争中最激烈、也最夺人眼球的“分战场”之一,一轮轮的“你方唱吧我登场”陆续上演。

国内激光雷达厂商禾赛科技CEO李一帆曾把全球激光雷达行业的客户分为“测试派”和“整车厂派”,他发现,与测试派客户“量少,着急”及对价格不敏感相比,整车厂对激光雷达的需求是“量大,标准高,钱少”,几百美金是他们能接受的上限。由于这些条件的限制,他们往往只能考虑体积成小、成本更低的固态激光雷达(或混合固态)。

为了迎合整车厂派的要求,激光雷达市场上的参与者都在着手开发性能更好、体积更小、成本更低的激光雷达,并且,其中一些公司已经取得了初步进展并公布了量产计划。

当下,“低成本激光雷达”各种技术路线的优劣如何,哪种更容易实现量产?市场上的主要玩家都有谁,进展如何?未来,激光雷达的发展还会出现哪些新的趋势?在本文,我们根据已公开资料,做一个简单的梳理。

一.混合固态与纯固态

按技术路线,激光雷达主要可分为这三个大类:机械旋转式;混合固态;纯固态。

我们最熟知的机械旋转式激光雷达如Velodyne的 HDL 64线和HDL 32等,因为量产难度大,机械旋转式激光雷达被成本更低的混合固态激光雷达和固态激光雷达取代已经是大势所趋。所以,本文我们重点谈混合固态和纯固态。

1. 混合固态激光雷达

混合固态激光雷达,这是一个由Velodyne公司创造的名称,即“一半是机械旋转,一半是固态“。具体地说,产品外形上不存在可见的旋转部件,但其内部实际上仍然存在一些机械旋转部件,只是这套机械旋转部件做得非常小巧可以内藏而已(驱动和探测组件是固定的,但扫描系统是机械转动式的 )。

如Velodyne的VLP-32C和VLP-16,及最新推出的VLS-128即为典型的混合固态,不过,现在,Velodyne内部已经不用“混合固态”这个概念了,他们用的词是“PUCK”。

当前,各种报道中用的“混合固态”概念模糊不清,虽然很多厂商都声称自己的产品是“混合固态”,但实际上,技术方案可能大不一样。

比如,Velodyne的PUCK系列,机械部件都是360度旋转,可视角度也为360度;而IBEO、禾赛科技和Innovusion等的激光雷达,虽然也称为“混合固态”,但其水平可视角度均在100-120度之间,可见并非360度旋转。

综合各种已公开资料来看,与传统的机械旋转式和“激进”的纯固态相比,走折中路线的混合固态激光雷达的量产难度最低。在未来几年,能批量生产的激光雷达,大多都属于混合固态。

2. 固态激光雷达:

内部不存在任何的机械旋转部件。所有的激光探测水平和垂直视角都是通过电子方式实现的,本身有夹角,所以无需旋转也能达到一定视场角。但也因为不能旋转,固态激光雷达的扫描角度有限,要实现全方位扫描,需在不同方向布置多个(至少前后各一个,一般布置4个)。

但由于装配调试可以实现自动化,量产成本与量产时间可期待,因此,引起了业界的浓厚兴趣。固态雷达被认为是激光雷达在未来的主要方向。

固态激光雷达常见的技术实现方式有成三类:MEMS、OPA与Flash

除这三种主流的技术外,Velodyne、Luminar、AEye、禾赛科技等公司也开发出了新型的固态雷达技术方案。

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