馬斯克說過“激光雷達是傻子的玩意,任何人用激光雷達都注定失敗”。
但就目前為止,L3級自動駕駛方案主要有兩種,一種是以特斯拉為代表的采用毫米波雷達+計算機視覺算法的視覺方案派,另一種則是以奧迪A8為代表的采用更加昂貴的激光雷達的方案。
激光雷達、毫米波雷達和攝像頭被視為是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的大三關鍵部件。要想真正實現(xiàn)自動駕駛,所有汽車都要裝激光雷達。
最近的一個新聞就是12月21號華為發(fā)布了達到車規(guī)級驗證的96線激光雷達,與此同時,華為前腳發(fā)布了激光雷達新品,后腳產品就有了落地車型。
同是12月22日,北汽的高端新能源品牌極狐ARCFOX宣布,其最新款產品HBT車型將成為全球首個搭載華為激光雷達的車型,HBT新車將搭載3顆96線激光雷達。此前何小鵬也在廣州車展上宣布2021年推出全球首款搭載激光雷達的量產智能汽車。
"分辨率高、測量精度高、距離遠并且擁有良好的穩(wěn)定性和魯棒性"等特點的激光雷達則獲得了越來越多自動駕駛廠商的青睞,以及更多科技公司的大舉投入,激光雷達已經到了爆發(fā)前夜。
激光雷達是如何“看”的?
激光雷達的原理簡單來講就是激光雷達的發(fā)射器發(fā)射出一束激光,激光光束遇到物體后,經過漫反射返回至激光接收器,雷達模塊根據(jù)發(fā)送和接收信號的時間間隔乘以光速,再除以二,即可計算出發(fā)射器與物體的距離。同時,反饋回來的輪廓信息組成所謂的"點云"并繪制出三維環(huán)境地圖,精度可達到厘米級。
目前激光雷達主要分類分為機械式激光雷達和固態(tài)激光雷達,而機械式激光雷達則成為了目前的主流應用,其主要分為1線,4線,8線,16線,32線,64線,128線等等,豎向排列線束越多,掃描密度越大,激光雷達的性能就越高,當然價格也就越貴。
但是由于傳統(tǒng)的機械激光雷達結構復雜,體積大,成本高的原因,想實現(xiàn)大規(guī)模量產變得十分困難,市面上亟需一個產品進行代替,這就是前文提到的固態(tài)激光雷達。
相對于毫米波雷達,激光雷達的優(yōu)勢顯而易見。如遠距小障礙物,毫米波雷達的角分辨率不夠,攝像頭對遠端的通用障礙物識別不夠,而這種場景下激光雷達就可能及時識別。
針對中國道路上常見的近距離加塞場景,毫米波雷達的角分辨率不夠,攝像頭通常來說需累計多幀,需要幾百毫秒才可以確認加塞,而激光雷達由于精確的角度測量能力和輪廓測量能力,可以2-3幀確認加塞,百毫秒內做出判斷。
關于固態(tài)激光雷達,區(qū)別于機械式激光雷達,不具備如上圖所示的機械旋轉部件,主要通過主要依靠電子部件來控制激光發(fā)射角度,所以結構簡單,成本更低。但相對于機械式激光雷達的缺點在于掃描角度有限,并且由于整體掃描,會受到一定范圍周圍環(huán)境的光噪污染,相對測量精度較低。
低價激光雷達在路上了
對于激光雷達來說,首先第一點也是最重要的一點,便是成本可控,我們可以看到,像谷歌、Waymo等無人駕駛測試車輛均采用了激光雷達,當然為了獲取數(shù)據(jù)無可厚非。并且在測試車上安裝多少線的激光雷達都可以,甚至為了測試更精確,往往都是64線、128線起步。
當然,激光雷達也不是完美的,它最大的槽點就是昂貴的價格。當時用在賽車上的 Velodyne 64 線激光雷達價格高達 7.5 萬美元。直到近一兩年,它則開發(fā)出了體積更小、價格更便宜的 32 線和 16 線產品,不過最低價格也得 7999 美元。去年年末,Velodyne 還推出了全新 128 線激光雷達,雖然性能異常強悍,但價格卻從未公布過。
但如果需要在量產車上搭載,那么成本更低的固態(tài)激光雷達就成為了更好的方案。
相較于傳統(tǒng)的機械式激光雷達,固態(tài)雷達結構上最大的特點便是沒有了旋轉部件,個頭相對較小,而且成本相對于上萬美元的機械式激光雷達能夠大幅縮減,這是能實現(xiàn)量產的重要因素之一。
有消息稱華為的96線激光雷達價格將控制到200美元以內,相比傳統(tǒng)機械式激光雷達成本要低了10倍。
而除了華為,目前從中國方面來看在固態(tài)激光雷達賽道上,還有禾賽、速騰聚創(chuàng)、大疆投資的Livox、鐳神、innovusion等公司。國外則有英特爾、Quanergy、Ibeo等企業(yè)加速投入。
其中,禾賽的激光雷達被百度、Cruise、Nuro、Zoox等自動駕駛公司采用,速騰聚創(chuàng)的激光雷達也有被一汽集團、AutoX等國內外廠商所采用。車企方面,已經明確將在未來搭載激光雷達的車企有極狐、小鵬、長安、蔚來、寶馬等。
激光雷達技術路線百家爭鳴,這個市場還處于爆發(fā)早期階段。據(jù)Velodyne,到2022年其市場規(guī)模將超120億美元,激光雷達的裝車量將迎來指數(shù)級的增長。站在2020年末,眾多車企將在明年“上車”,技術更新變革,以后的應用場景或許會突破現(xiàn)在我們的想象。
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