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雷達(dá)

2020年,固態(tài)激光雷達(dá)大規(guī)模上車的前夜或許已經(jīng)到來

張一 來源:AutoLab 微信公號(hào)2020-12-28 我要評(píng)論(0 )   

2020年廣州車展,小鵬發(fā)布新一代自動(dòng)駕駛體系,并宣布將于2021年推出全球首款搭載激光雷達(dá)的量產(chǎn)智能汽車。這則消息引來馬斯克隔空diss,但何小鵬反駁:“看來我們發(fā)布...

2020年廣州車展,小鵬發(fā)布新一代自動(dòng)駕駛體系,并宣布將于2021年推出全球首款搭載激光雷達(dá)的量產(chǎn)智能汽車。

這則消息引來馬斯克隔空diss,但何小鵬反駁:“看來我們發(fā)布的包含激光雷達(dá)的小鵬下一代自動(dòng)駕駛架構(gòu),讓西邊的某人很不爽……”

讓大洋兩岸中美兩家造車新勢(shì)力的代表人物隔空互噴,就因?yàn)橐粋€(gè)激光雷達(dá)?至少何小鵬是這么認(rèn)為的。

對(duì)于自動(dòng)駕駛,激光雷達(dá)到底會(huì)在其中起到多大的作用?其實(shí)尚未完全到蓋棺定論之時(shí),但可以肯定的是,因?yàn)榧す饫走_(dá),自動(dòng)駕駛這條路正走向不同的方向。

一邊是堅(jiān)定站在對(duì)立面的馬斯克所代表的特斯拉,另一邊是不斷宣布擁抱激光雷達(dá)的非特斯拉們。

那么一個(gè)激光雷達(dá)到底能為自動(dòng)駕駛帶來哪些改變呢?和毫米波雷達(dá)、攝像頭、超聲波雷達(dá)這些早已大批量上車的自動(dòng)駕駛傳感器不同,昂貴的激光雷達(dá)直至目前還只是只聞其聲,鮮見其形。

不過在2020年年末,從發(fā)生的一系列自動(dòng)駕駛事件來看,車載激光雷達(dá)大規(guī)模上車的前夜或許已經(jīng)到來。

激光雷達(dá)相比其它自動(dòng)駕駛傳感器最大的優(yōu)勢(shì)其實(shí)是擁有對(duì)周圍環(huán)境3D精準(zhǔn)建模的能力。

毫米波雷達(dá)可以高速測(cè)距,攝像頭可以識(shí)別車道線、限速標(biāo)示等,超聲波雷達(dá)的實(shí)用探測(cè)距離太短,只適用于低速泊車,而激光雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的高精度識(shí)別、對(duì)動(dòng)態(tài)障礙的檢測(cè)跟蹤是其他傳感器所不具備的。

有了激光雷達(dá)加持,自動(dòng)駕駛車輛大概就像是一個(gè)近視者獲得了一副更適合自己度數(shù)的眼鏡。

沒有激光雷達(dá)的時(shí)候,毫米波雷達(dá)只提供了一個(gè)大概的物體輪廓,依靠視覺算法識(shí)別的攝像頭容易對(duì)場(chǎng)景誤判(比如很典型的一個(gè)例子是會(huì)把前方車輛海報(bào)上的假人識(shí)別成一個(gè)真實(shí)的行人)。

而激光雷達(dá)則讓自動(dòng)駕駛汽車對(duì)于眼前事物的識(shí)別的更為清晰易懂,對(duì)周圍環(huán)境的高精度感知能力會(huì)有躍進(jìn)式的提升,這對(duì)于自動(dòng)駕駛能力的提升必然也是躍進(jìn)式的。

2017年,奧迪A8是第一個(gè)搭載了激光雷達(dá)的量產(chǎn)車型,使用的是法雷奧的Scala 1,這款激光雷達(dá)射程為 150 米,水平視場(chǎng)角 145°,垂直視場(chǎng)角 3.2°。

到了2019年,法雷奧Scala1 迭代為Scala 2,垂直視場(chǎng)角達(dá)到了10°,對(duì)車輛的探測(cè)距離達(dá)到300米,最新一代的奔馳S級(jí)用的即是法雷奧 Scala 2。

法雷奧Scala 1是一款4線激光雷達(dá),到了Scala 2激光掃描線束由4線升級(jí)為16線,激光雷達(dá)工作的原理就是將激光線束豎向排列形成一個(gè)面,通過調(diào)整角度發(fā)射激光束并由傳感器接收并記錄,就可以做到對(duì)周圍環(huán)境的三維感知。

▲不同線束的激光雷達(dá)掃描精度對(duì)比

豎向排列線束越多,掃描密度越大,激光雷達(dá)的精度相對(duì)就越高,當(dāng)然價(jià)格也就越貴。而激光雷達(dá)簡(jiǎn)單分兩種,機(jī)械式和固態(tài),其中機(jī)械式激光雷達(dá)可以通過機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件直接驅(qū)動(dòng)激光線束,實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍環(huán)境的感知。

機(jī)械式激光雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度更大,且可以擁有一個(gè)360°視場(chǎng),另外由于法規(guī)的原因,運(yùn)動(dòng)的激光源可以比固定激光源發(fā)射更高的功率,也就意味著機(jī)械式激光雷達(dá)探測(cè)距離會(huì)更遠(yuǎn)。

不過機(jī)械式激光雷達(dá)由于結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,體積更大,所以在適配性上不太好,且量產(chǎn)的成本很高,比如奔馳和奧迪的旗艦車型搭載的法雷奧Scala,就是一款機(jī)械式激光雷達(dá),而這也是目前唯一一款實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的符合車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的激光雷達(dá)。

而區(qū)別于機(jī)械式激光雷達(dá),固態(tài)激光雷達(dá)由于不具備機(jī)械旋轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本更低。

但相比機(jī)械式激光雷達(dá)的缺點(diǎn)在于掃描角度有限,且由于固態(tài)激光雷達(dá)對(duì)信號(hào)的接收是一整個(gè)面,所以會(huì)引入較多的環(huán)境光噪聲,測(cè)量精度相對(duì)機(jī)械式激光雷達(dá)較低。

對(duì)于選擇擁抱激光雷達(dá)的自動(dòng)駕駛車企們來說,機(jī)械式和固態(tài)哪一種會(huì)成為第一選擇呢?換句話說,機(jī)械式和固態(tài)的哪一種會(huì)率先大規(guī)模上車?一定會(huì)是固態(tài)激光雷達(dá)。

因?yàn)闄C(jī)械式激光雷達(dá)的成本太高,據(jù)業(yè)內(nèi)人士消息,一枚16線的機(jī)械式雷達(dá)僅IC芯片成本就需要不低于3200美元,比如法雷奧Scala 2 ,這還不包括其他部件的成本。而目前確切的消息是,一枚的64線Velodyne機(jī)械式激光雷達(dá)價(jià)格在7萬美元以上,這是車企們幾乎不可能接受的。

別看Uber、Waymo這些自動(dòng)駕駛公司的測(cè)試車清一色全是頭頂碩大的多線束機(jī)械式激光雷達(dá),對(duì)于自動(dòng)駕駛的測(cè)試車輛來說,對(duì)高階段自動(dòng)駕駛發(fā)展的探索和掌握,必須依賴到更高精度的傳感器,這個(gè)時(shí)候必然也會(huì)是性能優(yōu)先,但進(jìn)入商業(yè)化量產(chǎn)一定是另一回事了。

關(guān)于固態(tài)激光雷達(dá),最近的一個(gè)新聞就是12月21號(hào)華為發(fā)布了達(dá)到車規(guī)級(jí)驗(yàn)證的96線激光雷達(dá),可以年產(chǎn)10萬套/線,而據(jù)消息稱華為的96線激光雷達(dá)價(jià)格將控制到200美元以內(nèi),相比傳統(tǒng)機(jī)械式激光雷達(dá)低太多,而這必然也會(huì)是一款固態(tài)激光雷達(dá)了。

而除了華為,目前在固態(tài)激光雷達(dá)的賽道上還有大疆、禾賽、Velodyne、ouster、Quanergy、ibeo等等,相比起機(jī)械式激光雷達(dá),越來越多的科技公司正在把目光放在了固態(tài)激光雷達(dá)身上。比如法雷奧Scala,前兩代是機(jī)械式,而第三代產(chǎn)品也正在轉(zhuǎn)向固態(tài)激光雷達(dá)。

而在車企方面,目前明確對(duì)外公布將在未來量產(chǎn)車型上搭載激光雷達(dá)的車企有小鵬、沃爾沃、本田、長(zhǎng)安、極狐、蔚來、寶馬等。

其中長(zhǎng)安、極狐未來新車搭載可能就將是華為的96線激光雷達(dá),而以每枚200美元計(jì)算,即便要用5枚的長(zhǎng)安在激光雷達(dá)上的成本也才1000美元,這遠(yuǎn)比使用機(jī)械式激光雷達(dá)更具吸引力。

而據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)Yole預(yù)計(jì),全球激光雷達(dá)出貨量將從2020年的34萬個(gè),預(yù)計(jì)增長(zhǎng)到2030年的2390萬個(gè),到2030年全球激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將超過百億,激光雷達(dá)的裝車量將迎來指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)。

這其中機(jī)械式激光雷達(dá)雖然是早先一步進(jìn)行量產(chǎn)嘗鮮的,但作為更具性價(jià)比的固態(tài)激光雷達(dá),卻將會(huì)助推激光雷達(dá)市場(chǎng)走向批量化的路上,站在2020年的當(dāng)下,或許我們不僅處在激光雷達(dá)大規(guī)模上車的前夜,也正處在固態(tài)激光雷達(dá)爆發(fā)的前夜。


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