中國激光雷達玩家正在搶速布局純固態(tài)激光雷達。不到一周時間,禾賽、速騰、亮道先后發(fā)布產(chǎn)品進展,有一點劍拔弩張的意思。
有趣的巧合是,這就發(fā)生在激光雷達鼻祖、純固態(tài)激光雷達技術(shù)捍衛(wèi)者Ibeo破產(chǎn)的時候。
最先宣布將量產(chǎn)純固態(tài)激光雷達的是亮道智能,其在今年5月推出純固態(tài)激光雷達產(chǎn)品LDSatellite?。
11月8日,亮道智能公布了產(chǎn)品的最新進展:核心元器件SPAD芯片已成功通過AEC-Q100認證,自有工廠全自動化生產(chǎn)產(chǎn)線正在建設(shè)中,計劃2023年第一季度投產(chǎn)驗證。
緊跟著的,是國內(nèi)激光雷達賽道的兩位頭部公司:
禾賽科技在11月2日正式發(fā)布純固態(tài)激光雷達FT120,并表示目前已經(jīng)獲得超過一百萬臺定點,預(yù)計明年下半年量產(chǎn)上車。
速騰聚創(chuàng)緊隨其后,在11月7日的Tech Day上,發(fā)布了自家的純固態(tài)激光雷達產(chǎn)品E1,同時還在性能參數(shù)上卷出新高度:120°×90°的視場角,宣稱一顆120°主激光雷達+2顆E1,就能完成360°水平視場無縫拼接。
綜合來看,除了產(chǎn)品參數(shù)上的區(qū)別,國內(nèi)玩家在純固態(tài)激光雷達方面的攻堅,都指向一種產(chǎn)品形態(tài):采用Flash技術(shù)的純固態(tài)近距補盲激光雷達。
01
國產(chǎn)純固態(tài)激光雷達,密集發(fā)布
由遠及近,國內(nèi)最早推出的純固態(tài)激光雷達,是亮道智能的LDSatellite?。
今年5月份,亮道智能率先在國內(nèi)發(fā)布了其第一代純固態(tài)側(cè)向補盲激光雷達產(chǎn)品LDSatellite?。
官方數(shù)據(jù)顯示,LDSatellite?的水平視場角為120°,垂直視場角為75°。最小外露尺寸方面,LDSatellite?的大小為48mm×88mm,差不多是一張信用卡大小。
亮道智能LDSatellite?
其他詳細數(shù)據(jù),比如探測距離范圍、探測幀率和分辨率等,目前還沒有詳細的數(shù)據(jù)披露。
在量產(chǎn)落地方面,亮道智能正在建設(shè)全自動化的生產(chǎn)線。據(jù)官方披露,該生產(chǎn)線設(shè)計產(chǎn)能50萬臺/年,預(yù)計明年第一季度投入使用,屆時LDSatellite?將進入生產(chǎn)驗證階段。何時能夠量產(chǎn)上車,目前來看還沒有明確信息。
與這款純固態(tài)激光雷達同樣值得關(guān)注的,是背后的開發(fā)者亮道智能,因為以激光雷達硬件產(chǎn)品供應(yīng)商的角色來講,這家公司算是賽道的新面孔。
公開信息顯示,亮道智能成立于2017年,在此之前,主要聚焦于激光雷達傳感器的感知功能開發(fā)、測試驗證與量產(chǎn)后數(shù)據(jù)服務(wù)等,同時還包括激光雷達感知算法的開發(fā)。
就在今年上半年,亮道智能從軟件領(lǐng)域橫跨到激光雷達硬件的研發(fā)生產(chǎn),結(jié)合原有的業(yè)務(wù),向主機廠提供激光雷達硬件和感知算法在內(nèi)的軟硬一體解決方案。
雖然是新面孔,但據(jù)亮道智能CEO劇學(xué)銘披露,亮道早在2019年就開始接觸激光雷達硬件的相關(guān)技術(shù),而且還是最前沿的純固態(tài)激光雷達技術(shù)。隨后在2020年年末,亮道正式組建硬件團隊,開發(fā)純固態(tài)激光雷達。
而亮道此前在軟件領(lǐng)域積累的技術(shù)和經(jīng)驗,比如場景數(shù)據(jù)庫,也成為硬件開發(fā)的助力。
亮道智能之后,就是禾賽和速騰聚創(chuàng),在前后不到一周的時間里,爭先推出自家的固態(tài)激光雷達產(chǎn)品,頗有點對壘的味道。
率先出手的是禾賽科技,11月2日,禾賽正式發(fā)布純固態(tài)近距補盲激光雷達,雖然在部分產(chǎn)品參數(shù)上與亮道智能的LDSatellite?相近,但禾賽在新聞稿中特別強調(diào):“雖然不是第一個發(fā)布,但可能又是第一個量產(chǎn)”。
既然“第一個量產(chǎn)”不確定,那就說說參數(shù)。
禾賽官方披露,F(xiàn)T120的水平視場角為100°,垂直視場角為75°,可以感知到包括路牌、欄桿的高處目標和兒童、錐桶等低矮目標。
禾賽科技FT120
探測范圍方面,F(xiàn)T120最遠探測距離為100米,近距離的極限是5厘米,盲區(qū)已經(jīng)非常靠近車身了。
另外,F(xiàn)T120還可以做到192,000點/秒的點頻(單回波模式下)和160 (H) x 120 (V)的全局分辨率。在探測幀率方面,F(xiàn)T120支持5-60Hz的掃描頻率。
同時,F(xiàn)T120的最小外露尺寸為50mm×70mm,與LDSatellite?大致相當,不過形狀稍顯方正。
量產(chǎn)時間上,禾賽表示,F(xiàn)T120已經(jīng)獲得來自多家主機廠超過100萬輛的量產(chǎn)定點,預(yù)計2023年下半年開啟量產(chǎn)交付。
最后,就是速騰聚創(chuàng)在11月7日發(fā)布的純固態(tài)激光雷達產(chǎn)品RS-LiDAR-E1(簡稱E1)。
速騰聚創(chuàng)RS-LiDAR-E1
據(jù)官方披露,E1的設(shè)計水平視場角為120°,垂直視場角為90°,同時在90°的垂直視場角基礎(chǔ)上,E1還保留了8°左右的視場角上揚。
單從感知范圍的角度來說,E1是3款純固態(tài)激光雷達中范圍最大的一個。
具體到真實場景中,速騰聚創(chuàng)官方表示,在水平探測方面,E1可以在主流前視激光雷達水平視場角120°的基礎(chǔ)上,僅需2顆就可以實現(xiàn)360°視場的無縫拼接,可以用最少數(shù)量的傳感器嗎,形成360°感知區(qū)域的無死角覆蓋。
而在垂直視角中,90°的垂直視場角可以讓激光雷達的探測范圍盡可能貼近車身,將感知區(qū)域的地面盲區(qū)壓縮到20厘米以內(nèi)。
另外,8°的上揚垂直視場角,也能讓激光雷達更完整的檢測兩側(cè)途徑車輛的全貌,保證感知算法有效檢出。
總之,就是讓激光雷達在地面盲區(qū)和側(cè)向視野上更具優(yōu)勢。
另外,E1還支持超過25Hz的幀率,可以更快對目標運動狀態(tài)和意圖進行捕捉判斷。
測距能力方面,E1的最遠測距為120米,同時在30米的范圍內(nèi),可以完整探測6車道外的切向來車,覆蓋雙向12車道十字路口場景。
另外速騰還披露了M1的落地進展:目前已經(jīng)取得了多家車企的50余款車型定點,到今年年底,將有11款車型項目進入SOP。
產(chǎn)能方面,速騰聚創(chuàng)與立訊合資成立Luxsense(立騰創(chuàng)新),負責(zé)激光雷達的生產(chǎn)工作,這也是速騰聚創(chuàng)智能制造集群的重要組成部分。
據(jù)悉,速騰聚創(chuàng)智造集群一期投資超10億元,廠房面積超5.5萬平方米,先后搭建近2 條自動化產(chǎn)線,可以實現(xiàn)每12秒下線一臺激光雷達的生產(chǎn)速度。
以上,就是目前國內(nèi)已經(jīng)正式發(fā)布的三款純固態(tài)激光雷達具體情況。值得一提的是,三款產(chǎn)品都是采用Flash技術(shù)的純固態(tài)激光雷達,用途也都是近距補盲。
02
近距離補盲,為啥用Flash純固態(tài)激光雷達?
要講清楚這個,就得先了解一下激光雷達的技術(shù)演進趨勢。
如果按照掃描方式來劃分,激光雷達的技術(shù)演進路線可以分為:機械式到半固態(tài)再到純固態(tài)三個階段。
機械式激光雷達,優(yōu)勢在于檢測精度高,還能實現(xiàn)一顆360°的視場角。工作原理,就是不斷旋轉(zhuǎn)發(fā)射器,將激光點變成線,并在豎直方向上排布多束激光發(fā)射器形成面,實現(xiàn)3D掃描的目標。
由于硬件成本高,同時還存在物理上的旋轉(zhuǎn)動作,因此使用壽命短,大概2-3萬小時就得更換。
總而言之,就是不耐造還特嬌貴,不適合乘用車使用。
所以,在此之后,半固態(tài)激光雷達就成為一個了選擇。而半固態(tài)激光雷達又被分為3個技術(shù)路徑:MEMS、棱鏡和轉(zhuǎn)鏡,純固態(tài)則主要分為Flash、OPA等路線。
目前,量產(chǎn)上車的激光雷達主要為半固態(tài)激光雷達,其中,又以MEMS路線為主流,這主要是因為MEMS能夠較好地實現(xiàn)性能與耐久性的平衡。
但是,即便MEMS路線已經(jīng)大幅減少了機械運動部件,其內(nèi)部仍然集成了“可動”的微型鏡面,這對于產(chǎn)品可靠性和耐久性的提升依舊存在挑戰(zhàn)。
因此,業(yè)內(nèi)普遍認為,沒有任何運動部件的純固態(tài)激光雷達,才是未來的主流技術(shù)方向。
在純固態(tài)激光的兩個主流技術(shù)方向來看,OPA技術(shù)工藝要求苛刻,生產(chǎn)難度大,預(yù)計短期內(nèi)難以實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn);結(jié)構(gòu)相對簡單、技術(shù)更成熟的Flash激光雷達會更早實現(xiàn)落地。
Flash激光雷達的工作原理,就是在短時間內(nèi)直接發(fā)射一大片激光覆蓋探測區(qū)域,然后再用高度靈敏的面陣接收器來對周圍的環(huán)境進行點云繪制,簡單直接。
所以從成本、使用壽命等角度來說,基于Flash技術(shù)的純固態(tài)激光雷達,無疑是最完美的方案。
但是,美好的故事結(jié)尾都要有一個但是……
Flash技術(shù)路線也有短板,就是功率密度低,探測距離短,因此更適合于近距離的補盲。
從已經(jīng)發(fā)布的激光雷達來看,多數(shù)產(chǎn)品考慮的性能在于探測距離,垂直視場角往往非常低,通常在30°以內(nèi),這在近距離探測時,往往會形成較大盲區(qū)。
所以揚長避短的話,F(xiàn)lash純固態(tài)激光雷達,就成為近距補盲雷達的最優(yōu)解。
當然,除了技術(shù)本身的因素,L2+以及L3以上自動駕駛的逐漸普及,也成為Flash純固態(tài)近距補盲激光雷達量產(chǎn)的推動因素。
就國內(nèi)來說,已經(jīng)有數(shù)家車企將高階輔助駕駛開進城市開放道路。并且早就開始為全場景高階智能駕駛的量產(chǎn)做準備,從技術(shù)落地的角度來講,這就是量產(chǎn)L3級自動駕駛之前的最后一個山頭。
但通過實際體驗來看,不論是已經(jīng)落地的高速場景、泊車場景,還是剛剛開始落地的城市場景,智能輔助駕駛的安全性、平順性都有待進一步提升。
智能輔助駕駛體驗是否順滑,這考驗的是車輛近距離識別的能力,也正是補盲激光雷達的用武之地。
例如,在高速或城區(qū)行駛時,因車輛加塞而導(dǎo)致的緊急避讓場景時常發(fā)生。結(jié)合側(cè)向激光雷達,可讓車輛前向感知水平視場角擴大至180°及以上,甚至達到車身全方位無死角覆蓋。
這樣,在對方車輛試圖跨越本車時即可判斷加塞意圖,從而獲得更充足的預(yù)警和響應(yīng)時間,極大提高響應(yīng)速度,有效減少事故發(fā)生,擴大未來L3及以上自動駕駛的應(yīng)用范圍。
此外,矮小障礙物精準感知也是補盲雷達的用武之地。在城區(qū)道路行駛,行人、兩輪車和穿梭變道的車輛混流,通行場景復(fù)雜多變,對于城區(qū)智能駕駛提出了更高挑戰(zhàn)。
安裝于車頂?shù)那跋蜷L距激光雷達,在探測時存在較大范圍的近場盲區(qū),無法應(yīng)對一些特殊場景。
劇學(xué)銘也在近日的訪談時表示,亮道智能之所以一出手就把目標鎖定在Flash純固態(tài)近距補盲激光雷達上,考慮的也正是這兩大原因。
03
國內(nèi)國外,激光雷達公司冰火兩重天
從產(chǎn)品發(fā)布的節(jié)奏和資本市場的反應(yīng)來看,全球激光雷達產(chǎn)業(yè),似乎出現(xiàn)了一種國內(nèi)這邊風(fēng)景獨好,國外玩家叫苦連天的巨大反差。
就在最近一段時間內(nèi),國外激光雷達賽道,接連傳出幾個大新聞,關(guān)鍵詞要么是破產(chǎn),要么就是合并重組,新聞的主角,也各個來頭不小。
破產(chǎn)的那位,是堪稱激光雷達賽道鼻祖,成立于1998年的德國激光雷達公司Ibeo。破產(chǎn)的原因官方解釋是,無法獲得進一步的增長融資,也就是錢沒了,經(jīng)營難以為繼。
關(guān)于Ibeo最高光的經(jīng)歷,是2010年與法雷奧合作開發(fā)激光雷達,到了2017年,全球首款激光雷達量產(chǎn)車奧迪A8的背后,就有Ibeo的技術(shù)參與。在2020年,Ibeo還曾一度與長城汽車達成合作。
而Ibeo的另一個著名的標簽,是純固態(tài)激光雷達技術(shù)的探索者,Ibeo NEXT就是其純固態(tài)激光雷達產(chǎn)品。
就是這樣一個玩家,卻倒在了純固態(tài)激光雷達規(guī)模量產(chǎn)上車的前夕,多少有點英雄落幕的悲劇色彩。
至于合并重組,說的是Velodyne和Ouster,而這兩位,曾經(jīng)也是業(yè)內(nèi)非常有名的玩家。
Velodyne此前一度壟斷了車載激光雷達,還曾將國內(nèi)兩大廠商禾賽和速騰,以技術(shù)侵權(quán)的理由告上法庭。
Ouster的創(chuàng)辦時間稍晚,于2015年成立,但這也不影響其在業(yè)內(nèi)的地位,曾經(jīng)還被國外獨立金融研究平臺Seeking Alpha評為“最被低估,最值得入手”的激光雷達公司。
除了在業(yè)內(nèi)負有盛名,這二位還有一個共同點是,以傳統(tǒng)的機械式激光雷達為主,其客戶也主要是高級別自動駕駛玩家,比如百度、Uber等。
都是輝煌過的大佬,為何一夕之間,落魄至此?
劇學(xué)銘認為,除了經(jīng)濟大環(huán)境之外,大致有兩個原因:
首先,國外車企的系統(tǒng)性開發(fā)模式,一個新技術(shù)或者新車型的開發(fā)周期相對更長。這也意味著,如果激光雷達公司沒有在一個開發(fā)周期內(nèi)拿到訂單,就會在相當長的一段時間內(nèi),出現(xiàn)空窗期。
空窗期,意味著沒收入。
其次,國內(nèi)的主機廠普遍對激光雷達的接受度更高,因此,國內(nèi)玩家在在本土也有著下游需求的優(yōu)勢。
事實也的確如此,據(jù)不完全統(tǒng)計,目前國外計劃搭載激光雷達車型,也不超過10款,而國內(nèi)不管是新勢力還是傳統(tǒng)車企,搭載激光雷達的已落地和即將落地的車型,已經(jīng)有30款左右。
另外,Velodyne和Ouster的被迫合并,和其本身的產(chǎn)品也有關(guān)系,傳統(tǒng)機械式的激光雷達,主要應(yīng)用對象還是高級別自動駕駛車輛。
相對于數(shù)量龐大的乘用車來說,市場空間小,而在今年經(jīng)濟不景氣的情況下,下游的自動駕駛公司生存情況已經(jīng)是有目共睹,這股寒氣回傳到上游,也在意料之中。
最后,技術(shù)路線尚未成熟,本就是激光雷達企業(yè)發(fā)展的風(fēng)險因素之一。
如果說Velodyne是激光雷達由機械式向半固態(tài)轉(zhuǎn)型過程中的落伍者,那么,由半固態(tài)向純固態(tài)的技術(shù)演進,哪些企業(yè)能夠把握機會,哪些企業(yè)又會成為下一個落伍者呢?