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| 本文作者： 易建成 | 2017-10-25 23:15 |
從宣布量產 16 線激光雷達、公布「普羅米修斯」計劃、免費開放「RS-LiDAR-Algorithms」激光雷達點云算法、展示多激光雷達耦合方案，再到推出 32 線激光雷達。進入到 2017 年，速騰聚創(chuàng)在產品上的節(jié)奏比過去 2 年更快了。
不過，這家公司的進展不止于此，在代表激光雷達未來趨勢的產品上，速騰聚創(chuàng)將亮出「新武器」：MEMS（微機電系統）固態(tài)激光雷達和 OPA （相控陣）固態(tài)激光雷達。
值得注意的是，這兩款產品在團隊內部幾乎是同時進行的：
MEMS 固態(tài)激光雷達由速騰在國內的團隊研發(fā)，將在 2018 年 CES 期間展出， 量產會爭取在 2018 年年底或者 2019 年第一季度進行；
OPA （相控陣）固態(tài)激光雷達則由速騰布局在硅谷的一支團隊主導，樣品將在明年推出，預計在 2020 年實現車規(guī)級的量產。
對于兩款激光雷達的成本問題，速騰聚創(chuàng)看起來相當有信心?！窶EMS 固態(tài)激光雷達如果大規(guī)模量產，我們希望做到 150 美金左右，芯片級的產品更有想象力?！乖谡劦絻r格時，速騰聚創(chuàng) COO 邱純潮這樣對雷鋒網表示。
無論是 16 線（32 線）激光雷達還是 MEMS 激光雷達，都需要發(fā)射系統、接收系統和高速信號處理系統等等。因此這兩者既有相同之處，也有不同之處。
在開發(fā) MEMS 固態(tài)激光雷達上，邱純潮告訴雷鋒網，速騰聚創(chuàng)在高速數據處理方面沿用了此前在多線激光雷達的經驗積累，通過信號處理提升激光雷達的測距性能、動態(tài)性能等。
據了解，這款 MEMS 固態(tài)激光雷達等效于 200 線激光雷達的掃描效果。MEMS 通過微振鏡的方式改變單個發(fā)射器的發(fā)射角度進行掃描，由此形成一種面陣的掃描視野。
「通過這種技術手段和巧妙的系統設計使得激光雷達的體積并沒有增加?！骨窦兂备嬖V雷鋒網。但具體運用什么技術手段和如何巧妙設計，他并沒有透露更多信息。
這款MEMS 固態(tài)激光雷達尺寸為 13*9*6cm，水平視角 120 度，垂直視角 25 度，探測距離達到 200 米。
邱純潮表示，MEMS 激光雷達是速騰聚創(chuàng)對目前 16 線、32 線激光雷達的定向補充。
簡單來說，在低速或者特定場景，大部分自動駕駛公司側重利用成熟技術快速落地，商業(yè)化運營需求迫切，需要激光雷達進行 360 度掃描視角。這讓他們在前期會選擇忽略產品價格和外觀，而選用目前速騰聚創(chuàng)已經量產和銷售的 16 線和 32 線激光雷達。
量產車上，車企和 Tier1（一級供應商）更關注傳感器的質量（車規(guī)級）、價格以及比低速車更大規(guī)模的量產能力、體積（并不需要太大的視場角）。即速騰聚創(chuàng)目前正在測試，準備推出的MEMS 固態(tài)激光雷達。
「未來的自動駕駛需要結合上述兩者的特點，即需要全方位感知，并保持大規(guī)模量產車規(guī)級、低成本激光雷達的需求。在這個大方向上，混合固態(tài)激光雷達有一定的瓶頸。」邱純潮說。
鑒于不同的市場需求及技術成熟度，從 ADAS 到 Level 4，需要不同的探測距離及視場角，垂直及水平的角度分辨率也不同，速騰聚創(chuàng)的目標是希望提供滿足以上不同場景的激光雷達產品。
據雷鋒網了解，與 16 線、32 線激光雷達相比，MEMS 激光雷達需要提供低成本且可靠的系統方案。這要求工程師重新設計發(fā)射器、接收器、光學系統等。
不過，開發(fā) MEMS 固態(tài)激光雷達難點在于：精密的微掃描系統的控制會直接影響測距性能及掃描效果，工程師需要設計光學系統擴大掃描視場角并提升測距性能。此外，發(fā)射器的減少意味著單個發(fā)射器一秒的發(fā)射頻率增加，對發(fā)射驅動電路有極高要求，同時高速數據處理也會帶來挑戰(zhàn)。
在過去的一年當中，速騰聚創(chuàng)負責 MEMS 的研發(fā)團隊一直專注在實現利用微振鏡的方式取代旋轉部件，并解決帶來的新問題。
當然，一個產品的工程化需要經歷很多階段，從樣品到工藝封裝移交產線，甚至到真正大批量量產需要大量準備時間，其中驗證階段必不可少。
邱純潮直言，產品是要面對最終客戶的?！覆荒芏ㄐ颓乙平簧a的 Demo 展出沒有太大意義，我們準備第一階段定型再進行展示?！?/p>
據雷鋒網了解，速騰聚創(chuàng)計劃在 2018 年的 1 月前完成 MEMS 激光雷達的第一階段驗證目標，之后將在 CES 上展出。如果進展順利，MEMS 激光雷達的量產會在 2018 年年底或 2019 年第一季度進行。
固態(tài)激光雷達受到業(yè)內多家激光雷達公司追捧的一個重要原因是，減少了激光雷達內部機械部件，從而實現低成本和穩(wěn)定的產品。
目前在業(yè)內比較常見的是以下三種技術方向：MEMS，OPA 和 Flash。按照分類，前兩者屬于掃描式激光雷達，后者屬于非掃描式雷達。
具體而言，MEMS 激光雷達通過微掃描鏡改變光路，形成掃描。這種方式能很大程度降低成本，但加入了微掃描鏡后，產品的穩(wěn)定性也是后續(xù)需要克服的關鍵性問題。
OPA 激光雷達的發(fā)射器就是芯片，通過多個發(fā)射天線單元的光波干涉來形成聚集光線，以及通過改變天線單元的發(fā)射相位來進行光線方向的掃描。這種方法能進一步降低成本，可靠性更高，但研發(fā)周期長。
Flash LiDAR 屬于非掃描式雷達，發(fā)射面陣光。雖然穩(wěn)定性和成本不錯，但主要問題在于探測距離較近。
在全固態(tài)激光雷達上，速騰聚創(chuàng)選擇了「可靠性更高，但研發(fā)周期長」的 OPA。這也是為什么由于芯片化開發(fā)周期長的緣故，MEMS 激光雷達會提前推出。
邱純潮說，當技術參數能夠在一些場景替代其他激光雷達方案的時候，OPA 低成本、量產能力強、性能穩(wěn)定的優(yōu)勢就會發(fā)揮出來。此外，由于 MEMS 無法覆蓋 360 度視野，在某些角度的視野也可以采用 OPA 方案。
據雷鋒網了解，速騰聚創(chuàng)在 2016 年上半年便開始探索 OPA 方案（無任何機械運動部件），因此這家激光雷達公司早早便在硅谷部署了一支專注于研發(fā) OPA 固態(tài)激光雷達方案的團隊。
目前的進展是，這支團隊在消除旁瓣、降低光傳導能量損耗等方向已經取得技術突破，且已經進行了幾輪流片。第一代全固態(tài)激光雷達樣品將會在明年推出，而車規(guī)級的產品，速騰聚創(chuàng)希望在 2020 年之前實現量產。
* 圖為發(fā)射芯片樣片，其中包含了許多微米級天線單元的陣列及相位控制單元
對于這一階段的進度，邱純潮透露，目前公司引進不少人才，并進行了數輪流片測試。「總體來說，我們的進展還算順利。」他告訴雷鋒網。
固態(tài)化、小型化、低成本化是激光雷達硬件大勢所趨的方向。除了速騰聚創(chuàng)，雖然目前有不少激光雷達公司表示要打造固態(tài)激光雷達并推出芯片級產品，但本土速騰聚創(chuàng)是第一家能承諾量產和交付的公司。
「三化」是任何激光雷達公司生存下來的必經之路。而速騰聚創(chuàng)選擇同時開發(fā) MEMS 和 OPA 兩種類型的激光雷達，是因為從混合固態(tài)激光雷達、MEMS 固態(tài)激光雷達到 OPA 全固態(tài)激光雷達，三者在不同時間點和應用領域有不同的使命。
從技術的開發(fā)周期與成熟度看，MEMS 雷達相對芯片級別產品，開發(fā)周期更短。從應用場景與產品落地周期看，應用場景可分為低速載人載物的有條件自動駕駛和高速載人載物的自動駕駛。前者落地速度明顯比后者快，對車規(guī)、價格不太敏感。而 OPA 則是面向全自動駕駛，是最有可能實現大規(guī)模量產的產品，因此要求也更高。
從宣布實現 16 線激光雷達量產、推出多激光雷達耦合方案，以及對外開放激光雷達點云算法，幫助自動駕駛從業(yè)者快速建立使用激光雷達感知環(huán)境的能力。這種「先站住、后站高、再趕超」的打法幫助速騰聚在與海外強敵的競爭中贏得越來越多的時間窗口，更重要的在本土市場形成了更多的先發(fā)優(yōu)勢和競爭壁壘。
在激光雷達這個競爭越來越激烈的賽道上，打造低成本、可量產、車規(guī)級的激光雷達幾乎是速騰聚創(chuàng)在內所有希望基業(yè)永青從業(yè)者想要實現的夢想。但開發(fā)和量產激光雷達并不容易，對激光雷達公司而言，豐富的行業(yè)經驗和可靠的技術保障產品能從實驗室到客戶手里很重要，能有節(jié)奏的進行一代又一代產品的迭代和創(chuàng)新更重要。
在邱純潮看來，速騰聚創(chuàng)正在成為這樣一家有能力交付也有能力持續(xù)創(chuàng)新的公司，本土激光雷達領域的領跑者和創(chuàng)新變量。
「我們在不斷積累這方面的技術，發(fā)揮深圳高端制造的優(yōu)勢，降低（激光雷達）成本。我們希望將成熟的產品盡快量產交付到用戶手中?，F有的產品則會根據需求，快速反饋，進行迭代。」邱純潮還強調他們軟硬一體整體交付的服務理念，「因此我們也向客戶開放了點云算法能力。這點會讓我們和客戶合作更加愉快」。
如果回顧 2017 年速騰聚創(chuàng)在激光雷達產品上的進展，這家激光雷達團隊與某些同行不同的是，更加注重的是將實驗室的技術轉化為可落地的成果，而不是始終向外披露不能定型和量產的實驗室產品。
激光雷達作為占據自動駕駛「半壁江山」的傳感器，「量產和交付」是所有激光雷達公司在激烈競爭中安身立命的根本，這也是速騰聚創(chuàng)在本土自動駕駛傳感器這條充滿前景和想象空間的賽道上一直能領跑的關鍵。
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