上圖為 Ouster 激光雷達(dá)產(chǎn)品

對(duì)于自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)，車(chē)載激光雷達(dá)的重要性不言而喻，這一領(lǐng)域也吸引了大批玩家蜂擁而入。

然而，目前車(chē)載激光雷達(dá)面臨著難量產(chǎn)、高成本等多重困境，加之市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，去年 8 月，以色列激光雷達(dá)明星企業(yè) Oryx Vision 宣布關(guān)閉；去年 12 月，激光雷達(dá)元老級(jí)企業(yè) Velodyne 縮減銷(xiāo)售規(guī)模，不再在中國(guó)直接銷(xiāo)售產(chǎn)品。

一方面是激流勇退，一方面是逆流而上。

今年 4 月初，Ouster 于中國(guó)蘇州開(kāi)設(shè)新辦公室，助力于其在華業(yè)務(wù)的進(jìn)一步擴(kuò)張。

相比起在激光雷達(dá)領(lǐng)域深耕十余年的 Velodyne，2015 年成立的 Ouster 顯得十分年輕，但其研發(fā)實(shí)力卻不容小視，公司兩位創(chuàng)始人 Angus Pacala 和 Mark Frichtl 之前均為 Quanergy 的核心工程人員。

包括今年 CES 上發(fā)布的超廣角激光雷達(dá) OS0 和遠(yuǎn)距離激光雷達(dá) OS2，以及去年發(fā)布的中距離激光雷達(dá) OS1 在內(nèi)，目前，Ouster 所有型號(hào)的傳感器均已量產(chǎn)，使用場(chǎng)景覆蓋自動(dòng)駕駛、無(wú)人機(jī)、安防等多個(gè)領(lǐng)域。

近日，雷鋒網(wǎng)對(duì)話(huà) Ouster 亞太區(qū)負(fù)責(zé)人 Clement Kong，了解 Ouster 激光雷達(dá)在技術(shù)路線(xiàn)方面有何創(chuàng)新，Ouster 未來(lái)又將如何應(yīng)對(duì)中國(guó)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)。

能夠“旋轉(zhuǎn)”的“固態(tài)激光雷達(dá)”

早些年，市場(chǎng)對(duì)機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的需求更為急切，現(xiàn)如今，隨著相關(guān)技術(shù)逐漸成熟，固態(tài)激光雷達(dá)已經(jīng)成為行業(yè)的新寵。但實(shí)際上，這兩種形態(tài)的激光雷達(dá)各有優(yōu)劣勢(shì)。

機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，與許多感知算法的融合度更高。不過(guò)，由于結(jié)構(gòu)笨重、運(yùn)動(dòng)部件多，機(jī)械磨損可能性增大，可靠性和性能也會(huì)因此會(huì)受到影響；同時(shí)，成本十分高昂。

相比之下，固態(tài)激光雷達(dá)在體積、重量、性能、成本等多方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，但若要將現(xiàn)有的感知算法和傳感器方案從機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)遷移過(guò)來(lái)，技術(shù)層面的難度巨大。

如何才能在結(jié)合這兩種激光雷達(dá)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，又不進(jìn)行大規(guī)模的技術(shù)遷移？

在 Ouster 創(chuàng)立之初，Angus Pacala 和 Mark Frichtl 就在思考這個(gè)問(wèn)題。盡管他們當(dāng)時(shí)選擇戰(zhàn)略性地研發(fā)機(jī)械式激光雷達(dá)，但他們希望能夠研發(fā)出一種全新的固態(tài)激光雷達(dá),即數(shù)字激光雷達(dá)。

所謂數(shù)字激光雷達(dá)，我們可以理解為一種能夠“旋轉(zhuǎn)”的“固態(tài)激光雷達(dá)”。這種創(chuàng)新性的思路巧妙地結(jié)合了機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)和固態(tài)激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)，一方面降低了成本，一方面提升了性能。

隨著 Ouster 第一代激光雷達(dá)產(chǎn)品 OS1 的誕生，Angus Pacala 和 Mark Frichtl 的愿景初步實(shí)現(xiàn)。

今年 1 月，海內(nèi)外 40 多家激光雷達(dá)公司登上 CES 舞臺(tái)，Ouster 也帶來(lái)了其第二代激光雷達(dá)產(chǎn)品，包括超廣角激光雷達(dá) OS0 和遠(yuǎn)距離激光雷達(dá) OS2。盡管 Ouster 第二代產(chǎn)品與第一代采用了相同的核心技術(shù)，但性能卻實(shí)現(xiàn)了量級(jí)提升——OS0 和 OS2 最高都可提供 128 線(xiàn)分辨率，性能也提升了一倍。

具體來(lái)說(shuō)，這兩款產(chǎn)品都有各自適用的場(chǎng)景。OS0 非常適合自動(dòng)駕駛車(chē)輛、卡車(chē)環(huán)視、盲區(qū)檢測(cè)，以及室內(nèi)機(jī)器人等應(yīng)用場(chǎng)景；OS2 的探測(cè)距離被提升到了 240 米，滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛和無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程高速的感知需求。

上圖為 Ouster 亞太區(qū)負(fù)責(zé)人 Clement Kong

Clement Kong 對(duì)雷鋒網(wǎng)說(shuō)道：

針對(duì)一些自動(dòng)駕駛量產(chǎn)車(chē)型，Ouster 的相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)集成到了汽車(chē)擋風(fēng)玻璃后或是汽車(chē)前大燈中。不過(guò)，就目前階段而言，更多合作伙伴的自動(dòng)駕駛汽車(chē)仍處于測(cè)試階段，這種情況下，Ouster 的激光雷達(dá)通常被安裝在車(chē)輛頂端或者車(chē)身周?chē)?/p>

在今年 CES 大會(huì)期間，F(xiàn)lex G gate 公司展示的汽車(chē)的大燈中就安裝了 Ouster 的激光雷達(dá)。

此外，憑借著性能、可靠性和成本方面的表現(xiàn)，OS2-128 獲得了今年 CES 的創(chuàng)新獎(jiǎng)。當(dāng)雷鋒網(wǎng)問(wèn)及 Ouster如何平衡這三者之間的關(guān)系時(shí)，Clement Kong 給出了答案，他表示：

對(duì)于 Ouster 而言，平衡性能、可靠性和成本三者同樣重要。其中，在可靠性方面，我們?cè)谠O(shè)計(jì)和生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)，以及最后進(jìn)行測(cè)試時(shí)，都會(huì)盡可能地遵循車(chē)規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。如果非要做出取舍，我們寧愿犧牲一些時(shí)間，晚一點(diǎn)再推出更符合預(yù)期的好產(chǎn)品，而不是選擇犧牲上述三者里的任意一個(gè)。

VCSEL+SPAD 解決方案

目前，固態(tài)激光雷達(dá)的主流技術(shù)路線(xiàn)有 MEMS、FLASH 和 OPA。Ouster 雖然選擇了 FLASH 路線(xiàn)，但它也有自己的創(chuàng)新之處。

以往，傳統(tǒng)的 Flash Lidar 會(huì)發(fā)射一面光墻來(lái)探測(cè)物體，這種方式雖易于開(kāi)發(fā)，但當(dāng)泛光照明到一些“不必要”的區(qū)域時(shí)，會(huì)浪費(fèi)激光功率。Ouster 采用的 Multi-beam Flash（多光束閃光）核心專(zhuān)利技術(shù)則可以解決這一難題。通過(guò)這一技術(shù)，激光雷達(dá)可用精確光束而非泛光來(lái)照明整個(gè)場(chǎng)景并收集光線(xiàn)，從而提升激光雷達(dá)整體的效率。

目前，Ouster 的 Multi-beam Flash 已經(jīng)獲得了專(zhuān)利。

當(dāng)然，Ouster 最重磅的秘密武器還是要屬 VCSEL+SPAD 解決方案。VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）可以理解為一種激光器，它比其他激光器更小更輕，也更加便于制造，功耗低至幾瓦。

在 VCSEL 原有優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，Ouster 還對(duì)其進(jìn)行了定制化設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)所需的激光器全部集成到同一顆半導(dǎo)體芯片之上，大幅度降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。相比之下，其他激光雷達(dá)需要在電路板上精密排布數(shù)十顆甚至數(shù)百顆昂貴的激光器芯片。

SPAD（Single Photon Avalanche Diode）則可以理解為一種新的光子探測(cè)器，具有單光子靈敏度、低噪聲和優(yōu)異的時(shí)間分辨率等眾多優(yōu)勢(shì)。與 VCSEL 一樣，Ouster 將系統(tǒng)所需的所有 SPAD 集成到單顆 ASIC 芯片中。

值得注意的是，Ouster 為了研發(fā)這款 ASIC 芯片注入了兩年的時(shí)間和心血，內(nèi)部將其稱(chēng)為「Whitney」。

Whitney 的特殊架構(gòu)賦予了 SPAD 探測(cè)器強(qiáng)大的計(jì)算能力，幫助激光雷達(dá)在一秒鐘的時(shí)間里處理超過(guò) 1 萬(wàn)億光子，產(chǎn)生 260 萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。

總而言之，VCSEL 和 SPAD 的解決方案讓原本復(fù)雜的激光雷達(dá)系統(tǒng)簡(jiǎn)化成了兩顆集成了激光器和探測(cè)器的芯片，這樣基于全半導(dǎo)體的解決方案成本更低，而且整體的結(jié)構(gòu)牢固緊湊，不容易損壞。

Ouster 將上述結(jié)構(gòu)作為整體與旋轉(zhuǎn)裝置集成在一起，就能實(shí)現(xiàn) 360 度的掃描。如此一來(lái)，固態(tài)的激光雷達(dá)就“轉(zhuǎn)”起來(lái)了。

新工廠(chǎng)+新市場(chǎng)

據(jù) Clement Kong 預(yù)計(jì)，隨著 VCSEL 和 SPAD 技術(shù)的不斷發(fā)展，明年，Ouster 激光雷達(dá)產(chǎn)品最高的探測(cè)距離將達(dá)到 300 米，最高分辨率將達(dá)到 256 線(xiàn)。

此外，在車(chē)規(guī)級(jí)激光雷達(dá)面， Ouster 也有自己的節(jié)奏，比如盡可能地確保激光雷達(dá)每一個(gè)部件都是合規(guī)的，或者擁有極低的 PPM（零公里故障比例為百萬(wàn)分之一）。

目前，Ouster 正努力朝著這一方向在前進(jìn)，并計(jì)劃于 2022 年通過(guò) ISO26262 標(biāo)準(zhǔn)中的 ASIL B（D）等級(jí)評(píng)估。

另一方面，隨著 Ouster 在技術(shù)研發(fā)方面順風(fēng)順?biāo)瑯I(yè)務(wù)規(guī)模也不斷擴(kuò)大。在過(guò)去兩年里，Ouster 在歐美地區(qū)獲得了大量訂單。

因此，除了舊金山的工廠(chǎng)，Ouster 最近又在東南亞新開(kāi)設(shè)了一家工廠(chǎng)，該工廠(chǎng)每個(gè)月可生產(chǎn)上萬(wàn)個(gè)激光雷達(dá)。兩個(gè)工廠(chǎng)的產(chǎn)能加起來(lái)足以滿(mǎn)足客戶(hù)日益增加的需求。

關(guān)于 Ouster 的合作伙伴，Clement Kong 也向雷鋒網(wǎng)做了介紹。Ouster 目前擁有超過(guò) 600 個(gè)來(lái)自全球各地的合作伙伴，其中有 30% 來(lái)自自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。而且，Ouster 正在與歐美地區(qū)大型 OEM 展開(kāi)緊密合作，在不久的將來(lái)，合作范圍就會(huì)輻射到中國(guó)地區(qū)的 OEM。

不過(guò)，近年來(lái)，中國(guó)激光雷達(dá)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)進(jìn)入白熱化階段。

去年 12 月，激光雷達(dá)元老級(jí)企業(yè) Velodyne 收縮了在華業(yè)務(wù)；今年 1月，大疆旗下的 Livox 攜激光雷達(dá)產(chǎn)品正式入場(chǎng)；當(dāng)下，這一市場(chǎng)中還云集了禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、Innoviz 等國(guó)內(nèi)外重要玩家。

直面激烈的競(jìng)爭(zhēng)是 Ouster 進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)不得不邁過(guò)的門(mén)檻。

就此，Clement Kong 也與雷鋒網(wǎng)展開(kāi)了討論。他認(rèn)為，不僅是中國(guó)市場(chǎng)，放眼全球，激光雷達(dá)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也十分激烈。激光雷達(dá)公司倒閉、裁員的事件時(shí)有發(fā)生，這在很大程度上要?dú)w因于公司業(yè)務(wù)萎縮而導(dǎo)致的資金流不足。

相比之下，Ouster 對(duì)自己的實(shí)力充滿(mǎn)信心。就在剛剛過(guò)去不久的三月，Ouster 在融資方面獲得了可觀的進(jìn)展，在 2020 年下半年，Ouster 還將會(huì)迎來(lái)新一輪融資。

對(duì)于本次落戶(hù)中國(guó)蘇州高鐵新城，Ouster 也有自己的考量。Clement Kong 表示，蘇州擁有開(kāi)放的氛圍以及強(qiáng)大的人工智能生態(tài)，這些客觀因素都對(duì)高科技公司有著巨大的吸引力。在蘇州開(kāi)設(shè)新辦公室后，Ouster 工程師將幫助客戶(hù)解決技術(shù)上的難題。

總而言之，對(duì)于 Ouster 來(lái)說(shuō)，叩開(kāi)中國(guó)市場(chǎng)的大門(mén)，對(duì)于其未來(lái)的發(fā)展規(guī)劃有著至關(guān)重要的意義，但今后如何在馬太效應(yīng)日益加劇的中國(guó)市場(chǎng)殺出重圍，需要更多的思考。

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