Elon Musk曾把LiDAR称为“fool’s errand”,此话虽颇具争议,但实际上这一说法尚未被完全推翻。尽管LiDAR具有高精度的性能优势,但成本仍然很高,无法成为ADAS中重要的传感方式。尽管困难重重,一家名为PreAct的初创公司却看到了“低价”的近场LiDAR的商机,而不是大多数其他玩家所追求的长距或中距LiDAR。

 

车载LiDAR的技术范围很广,从微机械扫描和MEMS,到OPA和flash。随着初创公司的不断涌现,竞争格局蓬勃发展,但它们都还没有盈利。问题出在哪里?许多初创公司和他们的投资者都预测在车载领域会有一个巨大的市场,但现在显然还没有成形。

 

随着完全自动驾驶的大规模推广被搁置,ADAS是下一个希望。但许多OEM仍然在价格问题上却步。唯一例外是长距LiDAR,它被认为是确保高速公路脱手应用中的车辆安全所必需的。

 

碰撞检测

 

PreAct今年7月将推出第一款LiDAR。

 

PreAct通过专注于短距LiDAR而脱颖而出。CEO兼创始人Paul Drysch说:“我们做的是近场flash LiDAR……我们专注于1英寸到20m、25m。”PreAct的LiDAR的帧率高达150帧/秒。Drysch表示,到2025年,当目前的flash LiDAR中使用的运行感知层的FPGA换成ASIC时,BOM将会降到45美元。

 

由于领先的长距LiDAR供应商正在努力达到2,000美元的价格目标,PreAct正在寻求授权给ZF、Continental或Denso等Tier1,并保证他们可以以“大约100-300美元(小批量)的价格销售其LiDAR,并可从中实现盈利”。

 

今天,典型的LiDAR供应商的Plan B是在自动驾驶和ADAS之外的领域实现应用多样化。对于PreAct来说,首要目标是机器人和工业市场,以及近场ADAS应用。

 

PreAct于2018年从Artis(一家军事承包商)分离出来,寻求将Artis在DARPA陆军特种武器项目中的经验应用于民用市场,特别是汽车碰撞检测。

 

基于在Artis的研究,Drysch解释说:“我们知道什么是有效的,什么是无效的(在碰撞检测方面)。我们也知道,汽车行业的做法对高速处理来说是行不通的。”

 

PreAct的任务是使其LiDAR在近场以非常高的帧率工作,以低廉的价格使每辆汽车都能使用它。Drysch指出,PreAct继承了Artis的专长,而且它还“拥有Artis开发的一些关键IP的许可,仅用于商业目的”。

 

PreAct到底从Artis那里学到了什么?Artis一直在开发主动保护系统。Drysch说:“它们基本上是安装在轻型装甲车或坦克上的基于传感器的系统。它们检测到来袭的导弹,并会提前将其击落。因此,它的运行速度非常快……每秒的帧数非常惊人。然后,他们提供边缘处理,因为在这样的环境中没有时间来回发送信息。”

 

利用Artis的经验,Drysch说:“我们开始尝试为近场传感构建一个更好的传感器。”

 

低价且软件定义

 

这位CEO说,PreAct的LiDAR架构很简单。“我们使用现成的ToF传感器和LED发射器。使用现成的硬件可以大幅削减成本。”

 

他补充说,更重要的是,该架构的简单性使PreAct能够设计出“业界第一款软件定义的LiDAR”。

 

通过软件定义,Drysch的意思是,虽然像素数保持不变,但技术可以改变,包括像素的处理和波长。他说,有可能“增加波形调制和其他技术,逐渐提高性能,并实现更多的功能”。

 

随着OEM正在朝着软件可OTA的方向努力,传感器供应商也在考虑如何提供相同的服务。去年秋天被Ambarella收购的雷达算法公司Occuli,也在宣传软件可升级的传感器。

 

Drysch指出,雷达的软件升级要比LiDAR容易。LiDAR技术与更复杂的硬件紧密相连,如扫描激光器。然而,PreAct特意选择了一个更简单的架构,使其LiDAR的软件可定义。

 

PreAct与ToF传感器无关。但今天,它正在与ESPROS合作,这是一家瑞士的光电技术公司,生产基于CCD的ToF。Drysch说:“与CMOS相比,CCD相当便宜,而且它的量子效率高得多,在阳光下运行得更好。”

 

感知层

 

PreAct认为自己是一家软件公司,他们将制造进行外包。然而,它的目标是授权自己的技术,遵循类似Mobileye的商业模式。

 

Drysch说,起初Mobileye也制造摄像头/视觉处理器盒子,但最终放弃了这项业务。现在,它的商业模式是出售芯片和数据。Mobileye的客户必须购买Mobileye的软件或运行其软件的SoC。Drysch说,这也是PreAct想做的事。

 

PreAct的软件涵盖图像处理和LiDAR边缘使用的感知算法。Drysch说:“PreAct提供各种算法,以跟踪物体,确定碰撞时间,检测即将发生的碰撞,并根据客户的需要执行其他任务。”

 

PreAct T30P LiDAR的框图

 

PreAct将推出T30P和T10两个版本的LiDAR。7月即将推出的T30P配备一个感知层。计划在今年晚些时候推出的T10则没有感知层,会更便宜,迎合那些喜欢使用自己的感知技术的OEM或Tier1。在T30P中,感知层将由FPGA(低端的AMD/Xilinx Zynq)处理。T10使用一个微控制器

 

不过,从FPGA到ASIC的转换还没有开始。

 

近场LiDAR的应用

 

今天的车载LiDAR是根据探测距离分类的(探测距离、分辨率和FoV)。车厂根据应用选择LiDAR,中距或长距。

 

那么,近场LiDAR的杀手级应用是什么?

 

Drysch说:“预碰撞响应、自动车门启动、自动泊车、地面和空中机器人、工业系统。所有这些都需要快速、准确和高分辨率的传感器,能够在所有环境条件下可靠地定义和跟踪物体。”

 

以碰撞前传感为例。

 

Drysch说,PreAct正在与一家日本OEM合作开发侧面预碰撞传感技术。“如果你在事故中即将被车辆撞倒,PreAct的LiDAR会提前看到情况,并在碰撞发生前迅速收紧安全带,就能在碰撞中减少危险。”

 

Drysch补充说,PreAct的近场LiDAR还可以支持泊车辅助和自动泊车。“它可以进行盲点预警。因此,当你驶入车流时,它可以提醒你有汽车驶来或有骑自行车的人。”

 

PreAct近场LiDAR的应用

 

它还能实现自动车门启动(automatic door actuation),为可能无法下车的乘客自动安全地打开车门。Drysch说:“这听起来可能非常容易,但你需要确保车门不会撞到马路牙子、电线杆、垃圾桶、迎面而来的车辆或骑自行车的人……所以车厂正在侧后视镜中安装我们的LiDAR。”

 

虽然车厂基本上都配备了所谓的自动车门启动,但Drysch指出,“OEM可以增加真正的路边检测,这实际上可以告诉你,‘你离路边有3cm,你最好在刮到你的车轮之前停下来’。”

 

一些近场传感应用可以通过结合其他传感器,如雷达和超声波来实现。然而,Drysch认为,超声波或雷达的问题是分辨率非常低。这些技术可以告诉你有东西在那里,但不能告诉你它是什么或它有多大。Drysch说:“尽管几乎所有的OEM都试图开发自动车门系统,但都失败了。”

 

追求工业应用

 

虽然PreAct拒绝详细说明其LiDAR的具体工业应用,但他们表示,机会包括安防摄像头、物流和供应链领域。Drysch补充说:“LiDAR也可以应用于重型卡车运输。”

 

同时,Drysch说PreAct正在努力争取Intel的RealSense摄像头的原有市场(每年约2.5亿美元的市场规模),Intel去年停掉了这块业务。Drysch说,Intel正在履行所有现有的合同,但客户正在寻求替代品。

 

PreAct已经被两家OEM选中,用于量产项目。此外还赢得了两家Tier1的订单。

 

PreAct目前拥有30名员工,已在三轮融资中筹集了1400万美元。Drysch计划在下一轮融资中募集3000万-5000万美元。

 

在45美元的BOM成为现实之前,PreAct还有很多东西需要证明。但利用近场LiDAR对车辆进行预碰撞检测的想法本身就很很有吸引力。为了获得更多关注,PreAct必须依靠软件的可升级能力和解决更广泛的工业应用。