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纯固态+补盲,激光雷达“卷”向新赛道

11/12 12:38 作者:盖世汽车
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与整个大的智能驾驶赛道类似,在激光雷达这个核心的技术领域,国内与国外也正呈现“冰火两重天”的迥异格局。

当前国内外头部激光雷达企业截然不同的生存现状,就是最好的证明。

据外媒报道,美国激光雷达公司Velodyne和Ouster正在寻求合并,以通过双方业务上的深度协同,寻找一条更快的盈利路径。

要知道在过去很长一段时间里,Velodyne一直被认为是激光雷达领域绝对的龙头,而Ouster凭借全固态数字激光雷达,更是在全球多个应用市场收获了数百个客户。即便如此, 两家公司还是抵不过自动驾驶汽车大规模部署迟迟未及预期带来的沉重打击,不得不选择化敌为友,抱团求生。

比较之下,同有激光雷达“鼻祖”之称的Ibeo就没有这么幸运了。由于无法获得进一步的融资,该公司已于10月被曝申请了破产重组,以给投资谈判争取时间。有意思的是,这家公司在激光雷达技术路线上也是选择一步到位的全固态激光雷达,然而这种先发优势却并没有给Ibeo带来预想之中的收获,反而让Ibeo早早地陷入了生存困境。

而纵观国内,得益于智能驾驶的快速发展,车载激光雷达已经于2022年正式迎来了大规模量产。

据相关统计数据显示,去年中国乘用车市场前装标配的激光雷达数量还不到万颗,今年已经达到了数万颗。按照目前的市场形势,接下来这一数量还将继续增长,最终全年乘用车市场前装搭载的激光雷达数量或将超过10万颗。2023年,乐观假设下装配量有望进一步冲刺50万颗。

伴随着量产规模的持续扩大,主要的激光雷达厂商们纷纷开始解锁激光雷达在车端新的应用场景。

过去一周,亮道智能、禾赛科技、速腾聚创三家本土激光雷达厂商相继公布了在纯固态补盲雷达领域的最新进展,从大家公布的时间线来看,都将2023年作为了开启量产的关键之年。

这意味着,继今年车载激光雷达大规模上车,2023年纯固态补盲雷达也有望迈入规模化应用的元年。

车载激光雷达刮起“补盲”风

11月8日,亮道智能宣布其补盲激光雷达LDSatellite™的核心元器件SPAD芯片已成功通过AEC-Q100认证,正式进入车规验证阶段。

 

亮道智能是激光雷达厂商中较早发布纯固态补盲雷达的。早在今年5月,亮道智能就正式面向公众推出了补盲激光雷达LDSatellite™,这意味着从发布时间上,速腾聚创和禾赛科技晚了半年。

但正如亮道智能所言,对于激光雷达来说,发布只是一次正式对外的亮相,能否量产才是真正的较量。这个赛道最终比拼的并不是发布时间,而是各家企业真正的产品力和量产实力。

那么从产品力来看,目前这几家企业的补盲雷达性能如何呢?这里提供一些官方信息给大家参考:

亮道智能LDSatellite™:视场角120°×75°,得益于纯芯片化设计,激光雷达外露窗口可实现仅48mm×88mm,大小与常见的信用卡尺寸相当。

速腾聚创RS-LiDAR-E1:视场角120°×90°,同时在90°的垂直视场角基础上,还保留了8°左右的视场角上扬;测距能力为30米@10%,最远测距120米,据称可以完整探测6车道外的切向来车,覆盖双向12车道十字路口场景。

禾赛科技FT120:视场角100° x 75°,在10% 反射率标准下,最远可以测距30m,最大量程为 100 m,产品最小外露视窗尺寸仅为 70 mm x 50 mm。

可以看出,除了和当前已经在量产车上广泛采用的前向激光雷达一样追求超大水平视场角,补盲雷达同时还要求具备超大垂直视场角——至少75°以上。

 

纯固态+补盲,激光雷达“卷”向新赛道

图片来源:亮道智能

 

这是因为目前已经开始量产应用的前向激光雷达垂直视场角普遍不高——禾赛的AT128和速腾聚创的RS-LiDAR-M1就分别只有25.4°与25°,这样导致的结果是无论装在前保险杠还是车顶,在探测时都会存在一定范围的近场盲区,无法应对一些特殊场景,比如车前突然蹿出的宠物狗、宠物猫等。

但如果在车侧增加垂直视场角不低于 75°的侧向激光雷达,就可以与前向激光雷达的近场盲区进行点云互补,从而实现低矮物体比如马路边沿、减速带等目标物,以及相邻车道线的探测,这在泊车以及当前行业重点攻克的城市场景中尤为重要。

值得关注的是,除了通过超大垂直视场角弥补前向主激光雷达的近场感知盲区,基于侧向补盲雷达+前向激光雷达的组合,还可以在有限的成本条件下,实现覆盖车身四周完整的3D环境感知方案。

速腾聚创就表示,在当前主流“视觉+前视激光雷达”感知方案的基础上,通过增加两颗E1,就可以构成“视觉+360°激光雷达”的感知方案,实现360°的全覆盖、无盲区感知效果。速腾聚创现阶段主推的前向激光雷达RS-LiDAR-M1,同样拥有120°的超广水平视场角。

 

纯固态+补盲,激光雷达“卷”向新赛道

图片来源:速腾聚创

 

禾赛也表示,今后将可以通过AT128+FT120组合,为整车厂提供完整的3D环境感知方案,助力车企更好地实现车端融合感知。

纯固态,是这几款补盲雷达的另一大特点。所谓纯固态,即内部无任何运动部件,激光发射与接收完全通过芯片完成,这样带来的好处是可以实现较高的稳定性、长使用寿命与低成本。

例如亮道智能基于Flash技术的纯固态侧向补盲激光雷达,据该公司CMO江南逸此前介绍,零部件数量只有其他激光雷达的1/3左右,不仅成本上更加可控,而且纯固态的形式更有助于实现全自动化地产线生产,且生产成本仅为其他激光雷达成本的1/10。

 

纯固态+补盲,激光雷达“卷”向新赛道

图片来源:禾赛科技

 

另外,由于芯片的高度集成化,导致内部总元器件数量相比传统激光雷达大大减少,有助于更好地缩小激光雷达体积,与整车更灵活地集成。比如根据客户整车开发需求,嵌入前保险杠两侧、左右翼子板、车顶两侧、后保险杠等位置,兼顾功能实现与外观审美。

正因为如此,业界普遍认为,对于车载激光雷达,机械式是过去,混合固态是现在,但未来是属于纯固态的。目前来看,这个新的赛道正在逐步开启。

亮道智能的LDSatellite™此前就已经进入了客户送样阶段。伴随着客户拓展工作的推进,亮道智能也在积极部署建设全自动化智能产线,计划在2023年第一季度进入投产验证阶段。

速腾聚创的RS-LiDAR-E1,则计划于2023年下半年SOP。目前,速腾聚创已经步入了车载激光雷达的规模化量产阶段,其第二代智能固态激光雷达RS-LiDAR-M1已共计获得了50余款车型定点订单。

为保证这些量产项目的稳步交付,速腾聚创正在构建深圳-东莞-广州三方一体的制造集群,作为该集群的一部分,速腾聚创还与立讯合资成立了Luxsense(立腾创新),负责激光雷达的生产。据悉,整个制造集群一期投资超10亿元,设计年总产能100万台,项目将先后搭建近2 条自动化产线,预计能实现每12秒下线一台激光雷达的生产速度。

而禾赛的FT120,据禾赛科技CEO李一帆此前在发布会上透露,截止当前已经获得了多家主机厂总计超过一百万台的定点,预计2023年下半年量产交付。如果加上面向量产ADAS市场的明星产品AT128,目前禾赛已共计拿下了数百万台的量产定点。

当前,禾赛的AT128已经在稳步交付当中,过去两个月单月交付量均突破了10000台。为更好地满足市场需求,当前禾赛正在快速推进麦克斯韦智造中心的建设。该工厂投资近 2 亿美元,计划年产能120万台,预计2023年上半年全面投产。

补盲激光雷达究竟能带来什么?

显然是更高的感知安全性和可靠性。

在自动驾驶感知方案上,尽管业界一直有“纯视觉还是多传感器融合”的技术路线之争,然而在量产车市场,除特斯拉外,大家的步伐其实高度一致,绝大部分都选择了“摄像头+毫米波雷达+前视激光雷达”的融合感知方案。

这其实不难理解,自动驾驶汽车的本质还是一种交通工具,这就决定了人们对于安全的追求是无止境的。而目前主流的传感器,无论毫米波雷达、视觉还是激光雷达,都存在各自的局限,在感知算法能力也有限的情况下,大家只能通过“取长补短”来互相弥补不足。

不可否认,在绝大多数的驾驶场景中,这一融合方案都足以应对。但细究之下,依然存在诸多的不完美之处。

 

纯固态+补盲,激光雷达“卷”向新赛道

图片来源:禾赛科技

 

一个不容忽略的事实是,出于成本考虑,现阶段大部分量产车在融合感知方案中都是采用一颗主激光雷达进行前向感知。但由于相对较小的垂直视场角,使得前向激光雷达在实际探测过程中会存在近场盲区,这意味着在近场感知方面,激光雷达无法与其他传感器形成冗余。

这时候如果再碰上摄像头感知失效,很容易发生事故,令人头痛的Corne case往往就是这样发生的。尤其是在泊车场景中,室内停车场大多光线昏暗,摄像头的感知能力很容易受到影响。毫米波雷达则存在分辨率不高、容易出现误检和漏检等不足。

更何况基于视觉进行感知系统开发,本身就存在感知训练逻辑上的短板。众所周知,目前主流的视觉感知技术都是基于深度学习进行目标探测,摄像头的识别能力有多强,就取决于前期用来学习训练的样本数据有多大,质量有多高。因此对于一些不常见的不规则物体,识别不出来很正常。

而在拥堵场景中,由于目前主流的一颗前向激光雷达配置方案,其水平视场角一般在90°-120°之间,当前向激光雷达探测到加塞车辆时,双车距离已相当贴近,决策响应时间不足,也很容易发生碰撞。类似的场景还有很多,比如经过复杂的十字路口时,由于存在多种不同的交通参与者,对于感知的要求也大幅提升。

正是看到这些场景需求,过去两年主流的激光雷达厂商都在积极推进补盲激光雷达的研发,以加强近距离感知盲区的探测。但直到目前真正投入应用的补盲激光雷达产品并不多,一径科技的ML-30s算一个,不过这是一款基于MEMS微振镜+1550nm 光纤激光器方案的激光雷达,并非纯固态方案。

该款产品FOV达140°*70°,覆盖距离超过20m@10%,配合一径科技长距前向MEMS激光雷达ML-Xs,也可以为车企提供基于激光雷达的全车域的感知识别与补盲。

另外还有洛微科技的D系列,据官方资料,定位也是大视场补盲激光雷达。该产品采用了洛微科技自研的硅光相控阵(OPA)及调频连续波相干探测(FMCW)技术,也是目前市场上为数不多采用了OPA技术路线的纯固态激光雷达,视场角达120°x90°,目前已经实现量产,主要用于商用车、末端物流无人车和环卫消杀机器人的环视补盲和3D感知。

预计到明年,随着更多企业的补盲产品相继量产,该赛道将真正开始热闹起来。

特别是随着各类智能驾驶系统的应用场景从高速逐渐往城市场景拓展,应用场景复杂度的大幅提升,也进一步加大了对补盲激光雷达的需求。

 

纯固态+补盲,激光雷达“卷”向新赛道

图片来源:亮道智能

 

亮道智能就认为,如果要进一步提升NGP的安全性与驾乘体验,侧向补盲激光雷达不可或缺。在L3级自动驾驶中,如记忆泊车、高速TJP/HWP功能,涉及到高精地图和车道线定位的情况下,侧向补盲激光雷达将是必备传感器。到了L4限定场景自动驾驶领域,侧向补盲激光雷达将是核心传感器。

不过另一方面,出于性价比和“不堆料”考虑,当前市场也不乏力争用一颗激光雷达实现城市NOA的企业。轻舟智航就认为,考虑到自动驾驶车辆在行进过程中,道路上的潜在交互场景主要出现在自车正前及侧前方,使用120°前向激光雷达足以处理绝大部分车辆需要关注的复杂场景。

即便是倒车场景,凭借前方的一颗激光雷达,也能够让车辆时刻看清狭窄车库中的行人和鬼探头车辆。而且倒车一般在速度较低的道路或停车场,自车和其他交通参与者速度都不高,无需依赖激光雷达其实也能完成基本倒车场景功能。

更何况,搭载更多的激光雷达同时也意味着更高的成本。

李一帆此前就坦言,尽管纯固态补盲激光雷达的成本相较于半固态的 AT128 ,已经便宜了很多了,但是相比市场上广泛应用的摄像头,还是要贵的,并且在相当长的一段时间内这种“劣势”将一直存在。

这意味着,纯固态补盲雷达接下来市场需求究竟如何,关键还取决于整车厂们怎么选,究竟是把成本可控放在首位,还是秉承着追求更高安全性的目标,给补盲雷达一个机会。

答案,明年或见分晓。

来源:盖世汽车
作者:Vivi

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