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激光雷达:低价高能推动无人驾驶爆发

2016-11-07 10:04
吃瓜天狼
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  最近一段时间,激光雷达这个听上去科技感爆棚的电子设备,不断地冲击汽车行业人士的视线。围绕激光雷达厂商布局、投资、产品及技术的新闻屡屡见诸报端,甚至让人有应接不暇之感。

  其实,随着“无人驾驶”变得越来越热,这种现象不足为奇。作为一项新型车用探测器——看上去好似倒扣黑色花盆的激光雷达在无人驾驶试验车顶上不停地旋转,好似“全视之眼”一样扫描着周围的环境,感知路况的细微变化。虽然这种设备将使无人驾驶变得更具安全感,但其动辄上万美元的售价,成为了大规模量产的最大阻碍。

  曝光率走高  近期频获关注

  当前,车用激光雷达有两种产品路线,以探测角度作为区分。一种是以美国Velodyne Lidar公司产品为代表的360度激光雷达,一般配装在车顶;另一种是以德国Ibeo公司产品为代表的110度扇形面激光雷达,一般安装在车头和车尾。这两种产品都采用了相似的TOF(Time Of Flight)技术路线,即通过计算接收到反射激光的时间差,来测量车辆到障碍物之间的距离,最远可达300米。

  因为光速在300米的距离内传播与反射几乎不需要时间,激光雷达的实时性与准确程度非常高。同时,多线程的激光雷达发出的多道激光束可为目标物体进行更精确地画像,让车辆对道路环境有更加清晰地预判。除此之外,激光雷达还可以根据目标物的反射率,判断其材质,从而为车辆的其他传感器提供感知辅助。

  正是看到了激光雷达的这些优点,越来越多的整车厂、科技公司以及零部件厂商对这个领域逐渐产生浓厚的兴趣。8月,Velodyne Lidar获得福特与百度共计1.5亿美元的巨额投资。采埃孚选择收购Ibeo40%的股权,共同研究激光雷达。同为零部件供应商的德尔福动手更早,去年10月与美国创业公司Quanergy合作,共同开发低成本的激光雷达。日前,Quanergy又被曝出募得9000万美元投资的消息。此外,以色列初创公司Innoviz还宣布已完成高达900万美元的A轮融资,将完成固态激光雷达产品的研发工作。

  成本高企掣肘大规模应用

  根据众企业的规划,无人驾驶离市场化似乎只有几年时间。从这个角度上说,集万千宠爱于一身的激光雷达,市场前景不可谓不广阔。然而,其高昂的售价和“敏感”的特质,成为大规模量产的最大阻碍。

  百度无人驾驶测试车

  以百度无人驾驶测试车(以宝马3系GT为原型)为例,其配装Velodyne Lidar的最顶尖产品——64线激光雷达。据Velodyne Lidar公司亚洲区总监翁炜介绍,这款雷达原售价8万美元,加上进口税、后续服务等费用,最终成本超过70万元(人民币)。而这款原型车顶配版本在中国市场的售价还不到67万元。

  翁炜对此表示,目前激光雷达价格高企在行业内是普遍现象,其根本原因在于订单太少,只能采用工人手工安装与调试的生产方式,无法与代工厂合作进行大批量生产。“2016年前,我们的年订单量仅为3000台。”他说道,“主要客户是安保公司和高精度地图公司。”这导致当前Velodyne Lidar的多线程产品中最便宜的16线激光雷达,价格也高达7999美元。

  德国企业Ibeo在中国的合作伙伴、北京欧百拓信息科技发展有限公司运营总监郝哲也谈到了类似的情况。据他介绍,Ibeo的单个产品售价约10万元(人民币),可以满足目前整车厂ADAS功能需求,但如果要实现车辆的无人驾驶,则需要在车身四周安装4到6个激光雷达实现360度覆盖,“成本一下子就会上升到70万~100万元”。

  除此之外,“敏感”的特质也是个问题。郝哲介绍称,激光雷达的高精密性有助于实时监测道路环境的细微变化,但也容易因为设备过于敏感而产生误报。这就需要设备供应商在硬件和算法研发方面下更多功夫,减少因为外界环境颠簸、温度变化等而带来的干扰,提升激光雷达的鲁棒性(系统的健壮性)、延长其寿命。他表示,这还需要供应商和整车厂之间增强合作,共同开发。

  市场爆发点越来越近

  虽然现在激光雷达的产销量都不高,但这个市场的爆发点已在不远处。

  翁炜对记者表示,相比较去年,汽车企业的介入将让他们今年的产品销量翻3番左右。他推测,为实现2020年前后推出无人驾驶量产车的目标,企业最晚将在2018年前后推出测试车辆。“每家车企测试车队的规模预计会高达600~1200辆,加上共享出行公司的采购量,届时激光雷达市场的整体年产销量将达到几十万台。”翁炜乐观地表示,“到2020年这个数字会高达百万,到2025年将实现千万台规模。” 为此,他们已经安排专门的团队进行大规模量产的准备工作,预计2017年下半年或更早将开始与代工厂进行合作。国内从事车用激光雷达业务的深圳市镭神智能系统有限公司创始人胡小波也对记者表示,他们原本主要生产智能机器人用的激光雷达,近期也在向车用方向推进,未来产品会先满足后装ADAS市场的需求。

  郝哲也向记者透露,未来企业将在激光雷达的设计环节就考虑汽车的使用场景。他表示:“量产时或许会在一定程度上牺牲探测精度,提升感知的效率,为产品的商业化提供更多便利。”

  此外,一些激光雷达厂商也在推动产品向固态化方向发展。它们采用了与当前主流TOF不同的相控阵技术路线,不用旋转的方式而是直接射出高能激光束对目标物体进行扫描,进行环境感知。相比于常见的机械激光雷达,固态产品拥有体积小、成本低等优势,但激光束的工作波长与强度大于人眼能够承受的极限,容易误伤人。

  不管怎样,激光雷达固态化的发展路线已得到了包括美国国家航空航天局在内的不少专业机构的肯定。相信随着相关企业的技术改进,小巧、价廉的固态激光雷达将得到越来越多的市场应用。

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