激光雷达的下沉战事

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文｜轿车之心（ID：Auto-Bit），作者｜老爷车，修改｜王德芙

热钱还在不断涌入自动驾驭职业，一场合纵连横后的大战迸发在即。

无论是通用-本田-Cruise、丰田-Uber，仍是群众-福特-Argo、现代起亚-亚马逊-Aurora、Waymo-雷诺日产联盟或是百度，都有期望在这场战役中称王。

而激光雷达公司，将有望成为这些巨子们背面最大的「兵工厂」。

寻觅激光雷达职业运用的「金矿」

自 2007 年以来，Velodyne 开端为全球大巨细小的自动驾驭项目供给激光雷达。

截止本年 3 月的数据，Velodyne 激光雷达销量现已打破 3 万台，销售额到达 5 亿美元（约合 34.5 亿人民币）

——这个销量，在全球规划内超越一切竞争对手的出货量总和，掩盖的运用规划首要包含自动驾驭、测绘、工业港口、物流和安防等范畴。

可是，这还不是激光雷达最大的金矿。

本年 6 月，法雷奥对外泄漏：现已从四家全球干流车企取得总价值约为 5 亿欧元（约合 38.7 亿元人民币）的订单。

这些订单的生命周期估计将连续至 2024 年到 2025 年，并终究或许带来总值 10 到 15 亿欧元的长时间事务（即可追加的订单）。

现在，法雷奥的 4 线产品 ScaLa（第一代）是到达车规级运用规范的激光雷达，且已完成量产，并于 2017 年开端装配到具有 L3 级自动驾驭功用的 A8 车型上。

现在来看，激光雷达终究被装置到两类轿车上：

一类是进行自动驾驭测验的无人车，这个商场对激光雷达的线数要求高，乐意开出更高的价格，可是订单规划小；

一类是轿车厂商推出的具有辅佐驾驭、自动驾驭功用的量产车，因为面向顾客，所以订单量大。但这类车对激光雷达的体积、巨细和可靠性期望十分高，往往会要求激光雷达取得各种认证。

关于第二类商场来说，为了确保体系具有更多安全冗余，轿车厂商更有乐意在激光雷达驱动的 ADAS 体系上买单。

大都干流车企表明，在 2025-2030 年间，他们能够接受的激光雷达价格在 1000 美金之内。

全球规划内的激光雷达公司，正执政这一方针推进。

一个趋势是，不少激光雷达公司在为自动驾驭公司供给处理计划的一起，也开端布置更多 ADAS 功用，企图成为 L2/L3 级自动驾驭计划中的补偿选项。

以摄像头为中心的 ADAS 体系，仍然有限制

一直以来，特斯拉 CEO Elon Musk 都将激光雷达当成「异端」。

他乃至直言：激光雷达对自动驾驭而言是徒劳无功的；激光雷达是一种又贵又没必要的产品。

果真如此吗？

佐思产研研讨总监周彦武在一篇名为：《ADAS 闲谈：为什么自动驾驭必须用激光雷达》的文章中，解说了以摄像头为中心的 ADAS 和自动驾驭体系有许多限制：

首要，视场角（Field of View，FOV） 视点过大导致车辆有十分显着的盲区。

FOV 一般是越大越好，但要考虑到畸变的问题。一般 CMOS 传感器镜头 FOV 不超越 76 度。超越 76 度是广角镜头，广角镜头在近处有显着失真；超越 120 度则是鱼眼镜头，图画边际有严峻失真。

为了处理 FOV 的问题，沃尔沃和特斯拉挑选了三目体系。

沃尔沃的三目体系，FOV 视角分别是 140 度、45 度和 34 度。特斯拉 FOV 为 150 度、50 度和 25 度。但这个体系仍然处理不了近间隔盲区问题。

其次，车辆在低速情况下，单目摄像头体系对忽然呈现的停止方针或缓慢移动方针（一般是行人）根本无效。

Mobileye 明确指出 50 公里/时以上行人辨认才作业。为何需求如此高的速度？

这是因为，机器视觉首要针对动态方针辨认，特别是轿车范畴，优先辨认动态方针如车辆、行人、自行车、电动车等。

了解上述布景后，咱们才干了解激光雷达在自动驾驭体系中所扮演的人物，才会了解为什么轿车职业总着重：

做到 99% 的辨认率还不行，咱们需求到达 99.99999……% ——而激光雷达便是小数点后几位的最强确保。

在这种情况下，激光雷达的首要价值，便是作为摄像头和毫米波雷达之外的安全冗余。

2017 年，奥迪推出声称全球首款 L3 等级自动驾驭车型奥迪 A8，这款车型也让职业关注到全球第一款为量产车预备的激光雷达——法雷奥 ScaLa。

现在业界干流的 ADAS 计划运用的是 Mobileye 供给的视觉芯片。

尽管 Mobileye 对车道线及车辆尾部辨认的精确度较高，但对部分形状独特，具有本乡特征的改装车、三轮车等车型，体系依旧无法进行匹配辨认。

毫米波雷达分辨率缺乏、对非金属类物品存在必定漏检几率，无法确保车辆精准判别本身及周围障碍物的方位联系。

奥迪 A8 搭载的法雷奥 ScaLa 激光雷达则处理了上述问题。

这也在必定程度上能够解说：为什么在上一年 11 月，一贯以视觉为主的 Mobileye 斥资千万美元收买了一家激光雷达相关的公司 Eonite Perception。

这是一家专门开发使用激光雷达进行 3D 地图制作和盯梢的软件。依托 Eonite Perception 的工程师，Mobileye 建立激光传感器部分——LiDAR.AI。

正如这个部分的命名，这起收买将加强 Mobileye 在激光雷达范畴的技能，补偿 Mobileye 在视觉范畴的缺乏。

曩昔，Mobileye 的 ADAS 体系依靠摄像头，但现在包含车企、科技巨子等在内的自动驾驭公司更偏好运用激光雷达。

因为激光雷达能在任何光照条件下精确制作出轿车运转的区域，结合摄像头和雷达，自动驾驭轿车就能清楚了解实时路况。

激光雷达公司开端重视 ADAS 功用的开发

「商场正在发作改动，咱们现在要将一部分精力分给 ADAS 终端。」本年 3 月，Velodyne 创始人 David Hall 对外界表明。

他以为，Velodyne LiDAR 在 L4/L5 商场有自己的优势，现在的情况下 Velodyne 的产能满意满意用户需求。

而 ADAS 商场行将迎来新的热潮，在这里 Velodyne 的激光雷达能收成丰盛的赢利，因此守着 Level 4/5 商场并非明智之举。

在本年的 CES 上，Velodyne 发布近间隔激光雷达产品 VelaDome。

这款产品能够掩盖车辆整个旁边面的近间隔规划，对车辆近间隔/死角处的行人或许自行车检测效果显著。

Velodyne 还期望将自己的激光雷达结合软件打入 ADAS 商场，然后拿出像特斯拉 AutoPilot 和通用 Super Cruise 相同有竞争力的 ADAS 计划。

激光雷达软件体系 Vella 便是这一布景下推出的产品。 Vella 首要协作 Velodyne 的固态激光雷达 Velarray 运用，而后者能够嵌入装置在轿车挡风玻璃后边或许保险杠方位。

Velodyne 称，「相较于摄像头+毫米波雷达体系，其完成的 ADAS 功用将发作革命性改变。」

进军 ADAS 商场，考虑到产品迭代与功用全面性的问题，Velodyne 还经过收并购来扩展商业地图：

本年 7 月，Velodyne 收买坐落旧金山的高精地图创业公司 Mapper.ai 的知识产权财物，两边将协作开发更安全的 ADAS 体系。Mapper.ai 的高精地图和定位技能将加快 Vella 软件的开发。

这起收买看起来与 Mobileye 收买 Eonite Perception 有异曲同工之妙。

现在，Velodyne 的这套处理计划可让客户解锁 ADAS 的更多功用，包含行人和自行车躲避、车道坚持辅佐（LKA）、自动紧急制动（AEB）、自适应巡航操控（ACC）、交通堵塞辅佐（TJA）等等。

Luminar CEO Austin Russell 对现在的激光雷达也有自己的判别。

在他看来，Waymo 等公司引领的自动驾驭出租车和货车项目一时半会还不成气候，因此未来几年 ADAS 商场更具吸引力。

本年 6 月，Luminar 推出了一个整合硬件和软件的激光雷达渠道 Iris（虹膜）。

为了打造这套处理计划，Luminar 调动了 60 位软件工程师进行协作研制。Iris 渠道分为两个版别：

用于高档驾驭辅佐体系（ADAS）的激光雷达处理计划，成本不超越 500 美元；

用于高等级自动驾驭（L4/L5）的计划，成本不超越 1000 元。

Luminar 的车载激光雷达和软件将于 2022 年开端大规划交给，其间新款激光雷达体积只要现在产品三分之一，并且能无缝整合进量产车前格栅、车顶或车头大灯中。

2018 年 8 月，Cepton 牵手日本最大轿车照明灯公司 Koito，为后者供给定制的小型激光雷达处理计划，将激光雷达装置进车灯中。

Cepton 与 Koito 的协作，也首要是从 ADAS 开端打开，并将延伸到更高档的自动驾驭；与 May Mobility（低速园区车）的协作则是面向 L4 级自动驾驭。

三年前，Innoviz 就对外推出了两款 MEMS 固态激光雷达样品：InnovizPro 和 InnovizOne。

InnovizPro 是一款根据 MEMS 扫描技能的高功用固态处理计划，可为轿车、测绘和其他运用供给超卓的功用和价值。

InnovizOne 则是一款易于车辆无缝集成的车规级处理计划，可为 3 级到 5 级自动驾驭供给 3D 感知才能。2021 年，宝马决议将在 Level 3 级自动驾驭轿车上运用 InnovizOne 激光雷达。

从曩昔高举高打主推 L4/L5 级自动驾驭，到现在开发更多带有 ADAS 功用的激光雷达处理计划，激光雷达公司经过产品「下沉」的方法，调整自己的商场策略：

在软件层面，愈加重视 ADAS 功用，开发杀手级运用（例如给激光束编码）；

在硬件层面，既有适用于 L3 及以下的激光雷达计划，又有合适 L4/L5 级自动驾驭的产品。

这么做的意图，激光雷达公司依照激光雷达技能既有道路和发展速度，推出契合商场需求的产品。另一方面，协作一线主机厂和 Tier1 按部就班推进自动驾驭演进。

为自动安全而生，激光雷达实质是 3D 传感器

经过参加激光雷达来进步 ADAS 体系的安全冗余——这就引申出激光雷达的出路：满意廉价，能进入前装。如此，激光雷达就能取得名贵的装车时机。

这实际上带来的是两层优点：

首要，投入的资金实际上由顾客分管（当然顾客也取得更好的 ADAS 功用和体会）；

其次，实在场景代替仿真，获取真实的海量数据。

为了让车厂更容易接受激光雷达，并下降后者对量产车型装置激光雷达的难度，激光雷达公司供给 ADAS 功用供车企运用，也就成了水到渠成的挑选。

因为激光雷达点云是 3D 立体的，包含了间隔、尺度、方位等信息，数据量比较视觉少，所以激光雷达公司供给 ADAS 功用，技能难度相对会小一些，不需求进行杂乱的图画处理。

以博世 MPC2 为例（如上图），其摄像头输出一帧图片是 1920*1080 像素，每帧图片代表 200 万个空间点（每个像素对应的角分辨率是 0.03 度）。

以 Velodyne 128 线激光雷达为例，其角分辨率为 0.2*0.11 度，扫描一周后，点数仅为 23 万个空间点（水平 360 度/0.2 度*笔直 128 像素）。

因此，不需求杂乱的图画处理、对算力要求极低，激光雷达能够使用本身嵌入式处理器，完成对 ADAS 算法处理。

十四年前，David Hall 创造的这种新式雷达传感器，在 DARPA 自动驾驭挑战赛中一战成名，也直接助推了自动驾驭的蓬勃发展。

今日，无论是高校、车企、Tier1、科技公司、新创公司在进行自动驾驭相关探究和研制时，都乐意为这个传感器买单。

但这给外界留下了一个刻板的痕迹：以为激光雷达便是专门为高等级自动驾驭打造的传感器。

事实上，激光雷达并不专归于 L4/L5 级自动驾驭。

从今日看来，咱们能够有新的了解：激光雷达是为智能驾驭、自动安全而生的 3D 传感器。（注：感谢流深光电、饮冰科技对本文的协助）