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| 本文作者： Deeperblue | 2016-09-23 18:36 |
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隔三差五就有公司站出來說自己在做無人車。但這些技術(shù)的核心孰真孰假？哪些靠譜？閱讀本文，你將看到：
為什么說激光雷達(dá)是無人車技術(shù)的關(guān)鍵？
激光雷達(dá)的商業(yè)版圖該從哪里拼起？
深藍(lán)盤點(diǎn)了 5 家激光雷達(dá)公司或技術(shù)提供商，它們或許是未來無人駕駛的救命稻草。
Uber 無人車最近挺火。
2016 年 9 月 14 日，Uber 無人車正式向公眾開放。來自匹茲堡的 1000 名 Uber “忠實(shí)用戶” 體驗(yàn)了 Uber 的無人車服務(wù)。
然而，美國密歇根大學(xué)同日公布的一項(xiàng)研究結(jié)果則表明，約 23% 的美國人明確表示自己不會乘坐無人駕駛汽車。
就在不久之前，Instagram 用戶 “evelab” 在舊金山拍到了一輛正在路上跑著的 Uber 無人駕駛車。舊金山成為 Uber 無人車與 Google 無人車的第一個正面賽場。
網(wǎng)友“everlab”在舊金山街頭拍到正在進(jìn)行測試的 Uber 無人車。
加州是對無人車路測比較嚴(yán)格的州，然而似乎 Uber 在加州也拿到了測試拍照。
“我們不清楚這輛車正處于無人駕駛測試，還是有駕駛員開著。Uber 并沒有宣布在舊金山有了路測牌照，” 美國《財富》網(wǎng)站在 2016 年 9 月 4 日這樣報道，“但是看起來車頂?shù)募す饫走_(dá)正處于激活狀態(tài)，它在不停地進(jìn)行 360 度掃描?！?《財富》暗示人們，Uber 或許又開始做“非法”的事情了。
《財富》網(wǎng)站所說的激光雷達(dá)，就是照片中 Uber 無人車頂上那個類似全家桶的罐子，是分辨一輛車是普通車還是無人駕駛汽車的標(biāo)志。激光雷達(dá)是無人車的“眼睛”，無人車要看得見，必須得靠它。
事實(shí)上，早在十年前，激光雷達(dá)就已在無人車上大顯身手。
這事兒要從世界上第一場無人駕駛汽車挑戰(zhàn)賽說起。2004 年 3 月 13 日，這場比賽在美國西南部莫哈韋沙漠舉行，美國國防部高級研究計劃局（DAPPA）在沙漠中鋪設(shè)了 240 公里長的賽道，從加州的巴斯托一直延伸到內(nèi)華達(dá)州的普里姆。
然而，參賽的無人車軍團(tuán)全軍覆沒，沒有一支車隊開完全程，參賽車輛不是拋錨就是被撞壞。DAPPA 宣布一百萬美金的獎金輪空，來年再戰(zhàn)。
第二年，來自斯坦福大學(xué)的團(tuán)隊，率先在無人車 “Stanely” 上使用激光雷達(dá)作為傳感器，一路順利披荊斬棘走到終點(diǎn)，并奪得冠軍。兩年的獎金加在一起，斯坦福的無人車團(tuán)隊拿了兩百萬美金。
由大眾越野車改裝而來的 Stanley 車頂上裝有激光雷達(dá)。
不是所有人都知道這輛 Stanley 的歷史性意義。斯坦福大學(xué)孕育了后來我們耳熟能詳?shù)臒o人車領(lǐng)域大牛，比如，被稱為“無人車教父”的塞巴斯蒂安·特龍（Sebastian Thrun）。
更重要的是，這輛 Stanely 拿到冠軍，正是使用了激光雷達(dá)作為傳感器——這是激光雷達(dá)在無人車上的首次使用。
無人車沒有駕駛員，想要看得見，必須采用傳感器。目前，無人駕駛傳感器的主流解決方案就是激光雷達(dá)。比如前文提到的 Uber 無人車，以及 Google 無人車，采用的傳感器都是激光雷達(dá)。
激光雷達(dá)依靠激光遇到障礙后的折返時間，計算出相對距離，生成物體的 3D 輪廓，畫出汽車周圍環(huán)境的高精度地圖，精度可達(dá)到厘米級。一枚激光雷達(dá)可以做到 360° 發(fā)射激光，從而達(dá)到 360° 掃描周圍環(huán)境的效果。比如像下圖這樣：
隨著無人車越來越火熱，傳統(tǒng)車企們也開始進(jìn)入激光雷達(dá)的賭局。2016 年 8 月，福特宣布投資激光雷達(dá)界的頂梁柱 Velodyne。福特的首席技術(shù)官拉什·奈爾（Raj Nair）說：“我們將激光雷達(dá)視為關(guān)鍵。激光雷達(dá)具備強(qiáng)大的傳感能力，可以作為雷達(dá)和攝像頭的有益補(bǔ)充?！?nbsp; 福特的全自動無人車正在研發(fā)，預(yù)計 2021 年推出。
但也有人不相信無人車必須要用激光雷達(dá)，比如特斯拉的 CEO 伊隆·馬斯克（Elon Musk）。
“總之我不是激光雷達(dá)的粉絲?！?2015 年 10 月，在某次媒體公開見面上，CEO 伊隆·馬斯克（Elon Musk）說道：“我不認(rèn)為大家需要激光雷達(dá)……你可以用攝像頭加上一個前置雷達(dá)來實(shí)現(xiàn)一樣的效果。我認(rèn)為這樣的組合（攝像頭加前置雷達(dá)）完全可以替代激光雷達(dá)?！?/p>
馬斯克說的前置雷達(dá)其實(shí)就是毫米波雷達(dá)。毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)的區(qū)別在于載波波長不同，毫米波雷達(dá)比激光雷達(dá)精度低、可視范圍的角度也偏小，但毫米波雷達(dá)和攝像頭這一對的組合，成本上遠(yuǎn)低于激光雷達(dá)。
事實(shí)上，大部分傳統(tǒng)車企（如寶馬、福特等）在自動駕駛這件事上，是用攝像頭加毫米波雷達(dá)的組合的。和無人駕駛不同，自動駕駛必須有駕駛員在場，屬于更低級別的智能駕駛。特斯拉的自動駕駛也是采用的攝像頭加毫米波雷達(dá)。馬斯克對激光雷達(dá)做出這樣的判斷，或許有自己的出發(fā)點(diǎn)。
激光雷達(dá)目前的瓶頸就是一個字：貴。舉個例子，Google 無人車目前使用的激光雷達(dá)，售價高達(dá) 8 萬美元。
要想把激光雷達(dá)成本壓下去，無非通過三條路：
第一，用沒那么好的激光雷達(dá)。比如用低線數(shù)激光雷達(dá)，配合其他傳感器，組成低成本的感知系統(tǒng)。激光雷達(dá)的線上都是探測點(diǎn)，線越少代表著探測點(diǎn)越少、越不精準(zhǔn)，同時成本更低。然而，低成本的感知系統(tǒng)意味著對無人車本身的計算能力有更高的要求。
第二，把產(chǎn)量提上去實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)。 2015 年年初，激光雷達(dá)的主要廠商 Velodyne 宣布接到了福特激光雷達(dá)的大訂單。 總裁麥克·耶倫說，“如果一次性大量購買 VLP 32（注：Velodyne 的一款新激光雷達(dá)），比如說，100 萬臺，那么這款激光雷達(dá)的單品售價會降至 350~500 美元之間?！?然而，事實(shí)上，整個 2015 年，Velodyne 出貨量不到 5000 臺。在無人車普及之前，看上去這條路也行不通。
第三，用一種叫做固態(tài)激光雷達(dá)的東西。激光雷達(dá)中，最昂貴的成本是機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，如果把這個部件替換為電子設(shè)備，就是固態(tài)激光雷達(dá)——這似乎是一條可行的路。
機(jī)械式的激光雷達(dá)，帶有旋轉(zhuǎn)部件，水平視角能夠達(dá)到 360°。而固態(tài)式的激光雷達(dá)，沒有旋轉(zhuǎn)部件，水平視角小于 180°——一個雷達(dá)不夠，多加幾個就行了，可視范圍也能一樣。
固態(tài)激光雷達(dá)的出現(xiàn)，能一次性解決兩個問題：體積和成本。機(jī)械式激光雷達(dá)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件又貴又占地方。而固態(tài)激光雷達(dá)拋棄機(jī)械部件，轉(zhuǎn)用電子掃描代替，因而體積更小，更易在車內(nèi)集成， 并且成本更低。舉個例子，美國新興激光雷達(dá)公司 Quanergy 開發(fā)的固態(tài)激光雷達(dá)，計劃 2017 年底量產(chǎn)，媒體公開材料上說，單個售價僅 250 美元。
在激光雷達(dá)的版圖上，原本只有一些老牌公司如瑞士 Leica 致力于為飛機(jī)制作激光雷達(dá)。感謝無人車市場的蓬勃興起，一些針對無人車的激光雷達(dá)企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，比如：美國的 Velodyne、Quanergy、 TriLumina，德國的 Ibeo、以色列的 Innoviz、加拿大的 LeddarTech。
而中國本土的激光雷達(dá)企業(yè)，與國外相比在技術(shù)上仍有較大差距，擁有核心技術(shù)的不多。限于技術(shù)難點(diǎn)和硬件成本高，多數(shù)企業(yè)主要代理生產(chǎn)，或者“貼牌” 生產(chǎn)?？傮w來說，國產(chǎn)低精度的激光雷達(dá)在無人駕駛這類高端市場動靜不大，反而在掃地機(jī)器人這類中低端市場取得了突破。
深藍(lán)選擇了國外的一些代表性新興激光雷達(dá)企業(yè)，作為盤點(diǎn)與大家分享。這些企業(yè)都擁有成熟的激光雷達(dá)產(chǎn)品，或者是能提供相對先進(jìn)的激光雷達(dá)技術(shù)。
在激光雷達(dá)領(lǐng)域，Velodyne 最資深。 2007 年第三屆比無人車挑戰(zhàn)賽最終完賽的 6 支車隊中，有 5 支使用的是 Velodyne 生產(chǎn)的 64 線激光雷達(dá)，包括最終的冠亞軍卡內(nèi)基梅隆大學(xué)車隊與斯坦福車隊。
Velodyne 官網(wǎng)，激光雷達(dá)產(chǎn)品展示。
Velodyne 老本行其實(shí)是做專業(yè)音響。2016 年年初，激光雷達(dá)這條業(yè)務(wù)線剝離出來，自成 Velodyne LiDAR 公司，目前有包括 Velodyne 16、32、64 線雷達(dá)三個系列，已與 25 個不同的無人駕駛汽車項(xiàng)目合作。
福特汽車公司與 Velodyne 的合作已超過 10 年，在 2016 的 CES 展覽上，Velodyne 借福特的展臺展示了他們最新的產(chǎn)品：新型固態(tài)混合激光雷達(dá) Solid-State Hybrid Ultra Puck Auto。這項(xiàng)產(chǎn)品的尺寸與之前 16 線的差不多，但線數(shù)翻倍，可以滿足大多數(shù)無人駕駛場景的要求。
在融資方面，2016 年 8 月 16 日 Velodyne 宣布獲得由福特與百度的總金額為 1.5 億美元聯(lián)合投資。Velodyne 創(chuàng)始人大衛(wèi)·海爾（David Hail）說到，Velodyne LiDAR 將把資金主要用于研發(fā)下一代無人駕駛技術(shù)所需的激光雷達(dá)——這款產(chǎn)品或許就是固態(tài)激光雷達(dá)。
至于關(guān)鍵的價格問題，Velodyne 亞洲區(qū)市場總監(jiān)翁煒 2016 年 8 月初在自動駕駛汽車開發(fā)及測試技術(shù)研討會上承諾：“如果明年能拿到一百萬訂單，我立刻就可以給到 500 美金的單價。”
這家位于硅谷中心地區(qū)桑尼維爾市的初創(chuàng)公司成立于 2012 年年底。雖然只有三歲，卻造出了全球第一款固態(tài)激光雷達(dá)。
這款產(chǎn)品 S3 在 2016 年年初的 CES 上首次亮相，尺寸與 Velodyne 產(chǎn)品差不多。不同的是，Quanergy 取消了昂貴的機(jī)械旋轉(zhuǎn)形式，售價僅為 200 美元，和 Google 所用的 8 萬美元的激光雷達(dá)相比，簡直是白菜價。并且 Quanergy CTO 杰夫·歐文斯（Jeff Owens）表示，S3 的價格還有下降空間，未來會低于 100 美元。
Qunergy 官網(wǎng)。
Quanergy 固態(tài)激光雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù) “相控陣激光雷達(dá)技術(shù)” ，正是創(chuàng)始人羅伊·艾爾達(dá)達(dá)（Louay Eldada）在哥倫比亞大學(xué)的博士研究課題。而另一位創(chuàng)始人于天越來自中國，曾是光伏企業(yè) Nanosolar 的首席科學(xué)家。
在融資方面，2015 年 Quanergy 獲得全球最大汽車零部件供應(yīng)商之一德爾福（Delphi）的戰(zhàn)略投資，后者收購了 Quanergy 的部分股權(quán)。2016 年 8 月，Quanergy 獲得了 9000 萬美金新一輪融資，由森薩塔科技（Sensata Technologies）領(lǐng)投，德爾福、三星風(fēng)投等多家公司跟投。
與 Quanergy 有大量合作事宜的企業(yè)目前已有如下這么多：谷歌、蘋果、IBM、博世、奧迪、福特、戴姆勒等。
這家成立于 2016 年初的以色列初創(chuàng)公司，目標(biāo)是造出價格在 100 美元以下的固態(tài)激光雷達(dá)。
為了實(shí)現(xiàn)相比市場價格 800 倍的成本緊縮，Innoviz 計劃削減激光雷達(dá)的構(gòu)成部件。這款終極產(chǎn)品將會非常小，體積是 Velodyne 64 線雷達(dá)體積的百分之一。
Innoviz 官網(wǎng)首頁，主打無人駕駛雷達(dá)。
2016 年國際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會（CES）上，Innoviz 的CEO 奧米爾 · 凱拉夫（Omer Keilaf）接受電氣電子工程師學(xué)會（IEEE）采訪時說到：“ 2016 年底 Innoviz 將推出一成本較高、體積較大的過渡產(chǎn)品。Innoviz 將于 2017 年將成本壓縮成 250 美元， 而 100 美元的終極版本有望于 2018 年年中發(fā)布?！?nbsp;
Innoviz 于 2016 年 8 月 8 日完成了一筆 900 萬美元的 A 輪融資。投資方之一有 “以色列比爾 · 蓋茨” 之稱的企業(yè)家左哈爾 · 齊賽佩爾（Zohar Zisapel）。
Innoviz 的三位聯(lián)合創(chuàng)始人：CEO 奧米爾 · 凱拉夫、研發(fā) VP 奧倫 · 羅森茨魏希（Oren Rosenzweig） 以及 CTO Amit Steinberg，都曾服役于以色列國防軍情報機(jī)構(gòu)的精英技術(shù)部門——這在以色列的科技創(chuàng)業(yè)中，是一個典型例子：以色列國防軍精英部門的軍人在接受戰(zhàn)場的洗禮之后出來創(chuàng)業(yè)。
CEO 凱拉夫在創(chuàng)立 Innoviz 之前，曾帶領(lǐng)團(tuán)隊研發(fā)了世界上第一款應(yīng)用在手機(jī)上的手持分子傳感器，這款產(chǎn)品被福布斯評選為 “ 2014 年五大創(chuàng)新技術(shù)” 之一。
LeddarTech 成立于 2007 年，脫胎于加拿大國家光學(xué)與光子學(xué)研究所。LeddarTech 持有專利傳感器技術(shù)，可為激光雷達(dá)提供先進(jìn)的探測與測距系統(tǒng)。
LeddarTech 獨(dú)創(chuàng)了一套算法，可在多種惡劣環(huán)境條件下探測環(huán)境中的各種物體，同時探測距離較高。此外，光學(xué)部件通常不便宜，而在 Leddar 的設(shè)計中，激光雷達(dá)傳感器削減了部分光學(xué)部件的使用，并且采用便宜的紅外線做光源，降低了成本。
LeddarTech 激光雷達(dá)性能的介紹。
LeddarTech 商業(yè)路線獨(dú)特。CEO 查理斯 · 布蘭杰（Charles Boulanger）在傳感器會展上接受采訪說到：“ LeddarTech 跟別的激光雷達(dá)廠商不一樣。我們不做適用于所有場景、所有車型的激光雷達(dá)。我們只提供技術(shù)，賣芯片集?！?/strong>
2016 年中法國汽車零部件供應(yīng)商法雷奧（Valeo）上門合作，用 LeddarTech 的芯片集，合作開發(fā)號稱 “最便宜的激光雷達(dá)傳感器”。
這家位于美國新墨西哥州的初創(chuàng)公司成立于 2010 年。前身是美國桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室，TriLumina 為激光雷達(dá)提供光源。
TriLumina 設(shè)計制造的近紅外發(fā)射器面積雖然只有指甲蓋那么大，但可以釋放 5 千瓦的光能，相當(dāng)于 80 盞遠(yuǎn)光燈。并且，它采集到的信息還能快速傳回：TriLumina 將傳輸速度提到了每秒 10 G，相當(dāng)于普通家庭 WiFi 速度的 500 倍。TriLumina 的激光器產(chǎn)品 VESEL 可以同時解決深度遙感與數(shù)據(jù)傳輸兩大問題，可以幫自動駕駛汽車省下幾個激光雷達(dá)。上述產(chǎn)品計劃將于 2017 年投入市場。
TriLumina 官網(wǎng)。
TriLumina 前 CEO 科克 · 奧提斯（Kirk Otis）曾在 2015 全球汽車博覽會上受采訪說到，TriLumina 能在未來幾年中制造出售價僅為 60 美元的激光器，相當(dāng)于目前價格的百分之一。
此外，TriLumina 激光器作為一種平臺技術(shù)，還能拓展到一系列掃描應(yīng)用場景，如機(jī)器人、工業(yè)和家庭應(yīng)用領(lǐng)域的 3D 深度遙感、通過手勢作為人機(jī)接口和紅外感應(yīng)等。
在融資方面，TriLumina 的資金來源較為多樣：除了包括 Stage 1 Ventures、Cottonwood Technology Fund、Sun Mountain Capital 等在內(nèi)的風(fēng)險投資公司外，TriLumina 還獲得了全球工程機(jī)械領(lǐng)域巨頭卡特彼勒（Caterpilla ）與全球最大汽車電子供應(yīng)商之一電裝公司（Denso）的戰(zhàn)略投資。
參考文章：
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