提到自动驾驶,就不能不提到激光雷达,激光雷达传感器是是自动驾驶技术的核心之一,本届上海车展就吸引了不少做激光雷达的企业。
激光雷达的先驱、目前自动驾驶领域出货量最大的Velodyne LiDAR,最早推出车规级激光雷达的老牌零部件企业法雷奥(Valeo)以及国内头部激光雷达公司速腾聚创、禾赛、北科天绘、镭神,以及第三方激光雷达测试验证商亮道智能,展示各自领域的最新成果。
激光雷达,英文全称为Light Detection And Ranging,简称LiDAR,即光探测与测量,是一种集激光、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术于一身的系统,用于获得数据并生成精确的DEM(数字高程模型)。
激光雷达向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,结合GPS(全球定位系统)和INS(惯性导航系统),可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑,从而获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,对目标进行探测、跟踪和识别,测距精度可达厘米级。激光雷达最大的优势就是“精准”和“快速、高效作业”。
据Statista预测,从2017年到2024年,全球激光雷达市场的年复合增长率将达到24.1%,2024年激光雷达市场规模将达到58亿美元。毫无疑问,这将是一个巨大的蓝海市场,近几年大量玩家纷纷在这一领域重拳布局,抢滩商业化。
激光雷达应用于自动驾驶,要从2004年美国国防部高级研究计划署(DARPA)主办的一场跨越莫哈韦沙漠的无人驾驶挑战赛说起,这个比赛的初衷是刺激军事和商业应用领域的自动驾驶技术研发。
Velodyne LiDAR的创始人兼CEO David Hall也参加了此次比赛,当时车上运用的是摄像头技术,但结局令人失望。因此在 2005 年,他成功研发出3D 激光雷达产品,并在 2006 年开始商业化生产。
过去几年,Velodyne LiDAR拿到了福特、百度和尼康的2亿美元投资金,并与他们建立起紧密的合作,在技术上不断创新。
创新是最强的竞争力
针对激光雷达领域大批新创企业的涌入,越来越激烈的行业竞争,Velodyne LiDAR的态度非常正面,总裁兼CCO Mike Jellen表示,希望通过大家的努力,在这个产品上能有共同的提高,能够为下游企业提供更好的产品。
作为这个领域的先驱和领先者,Velodyne LiDAR对自己的实力非常有信心,Velodyne LiDAR亚太区执行董事翁炜认为:“一个公司的创新有两种,一种是防御性的创新,去防止人家赶超我们。这种防御性非常的劳民伤财,花大量的时间、精力、金钱,还防不胜防。
还有一种创新,是进步型的创新,人家追你的时候,我们在后面有几代产品做准备,只要你追上来,我就放一个新的产品。
Velodyne LiDAR目前有五代产品在手,一代产品在市场发布,两代产品可以随时发布,另外两代产品处于研发阶段。
现在市场的竞争越来越激烈,Velodyne LiDAR在一个地区有十几个工作室,专门从事激光雷达的研究,在产品创新阶段,尤其是产品在应用到各个企业需求方面,适应性也在不断的提升。”
目前,Velodyne LiDAR提供的系统可以适用于L2到L4的自动驾驶需要,其最新产品是2019年1月发布的近距离激光雷达产品VelaDome。基于微型激光束(Micro Lidar Array)技术,其最近的探测距离2cm,最远探测距离30m ,水平视角和垂直视角都为180 度,基本可以覆盖车辆整个侧面的近距离范围,对于车辆近距离/死角处的行人或者自行车检测效果很好。
而2018年7月推出的首款非旋转式固态激光雷达Velarray,分辨率等效300线-350线,水平视角60°~120°,垂直视角35°,测距达到200米,其尺寸很小,可嵌入车辆前身、车侧及四角。该产品为L4及L5自动驾驶车辆及搭载ADAS车辆的安全行驶提供保障,预计实现量产后价格可能会定在数百美元。
Velodyne 还在研发自己的激光雷达软件系统Vella,未来可以与硬件产品打包提供给客户。因为多数客户采用Velodyne 的激光雷达来进行地图数据的采集,但是以往缺乏经验和技术积累,所以Velodyne 决定自己开发软件系统,更好地匹配客户的需求,这套系统将对众包地图数据以及自动提取车辆行驶轨迹数据大有裨益。
除了给诸如福特、梅赛德斯-奔驰、沃尔沃、上汽等整车厂供应硬件,用于自动驾驶技术研发测试,Velodyne LiDAR还将激光雷达产品提供给百度、腾讯、禾多科技、pony.ai、智行者等技术公司,进行自动驾驶算研发,并为他们提供相关的支持服务。发展到现在,Velodyne LiDAR几乎为全球所有自动驾驶项目供应过激光雷达。
本次车展上,AutonomouStuff、仙途科技和WayZ等多家合作公司在Velodyne LiDAR的展台上进行相关的创新应用展示。
Velodyne自开始生产以来,截止到2019年3月,已经实现了30000台LiDAR传感器的出货量,累计价值达5亿美元,据Mike Jellen称,出货量超过所有竞争者的出货量总和。应用范围主要包括ADAS、自动驾驶、高精地图、工业港口、物流和安防等领域。
Velodyne目前在美国加州圣何塞建起了一座高度自动化的激光雷达“超级工厂(Megafactory)”,占地面积超过20 万平方英尺,并逐步引入自动化组装生产线。
最近,Velodyne宣布与尼康合作,将在日本建起了16线和32线激光雷达的大规模生产组装线,未来要将其传感器产能提升至每年百万台。另外,两家公司还在探讨未来更加广泛的商业关系,包括在技术研发与制造上的深入合作。
一方面,Velodyne将利用尼康在镜头和传感器等产品规模化生产上的经验,帮助激光雷达提高产量降低成本。另一方面,现在的激光雷达是看不到色彩信息的,如果让激光雷达看到色彩的世界,比如识别红绿灯,就要把色彩信息加进去,而尼康在把色彩转化成数据方面,有丰富的经验和特长,这也是Velodyne未来和尼康的潜在合作目的之一。
积极应对市场形势变化
2019上海车展Velodyne LiDAR的展示的VelaDome、Velarray、Alpha Puck、Puck、Ultra Puck等,都是目前自动驾驶领域最炙手可热的明星产品。
未来,Velodyne LiDAR还会继续提升激光雷达传感器产能,为自动驾驶车队提供更大的助推力,并会将高端的激光雷达到车规级,扩展其应用,比如探测距离达到300米的Alpha Puck 128线激光雷达将来会应用于共享车队,用于收集城市的实时信息,再将这些城市信息卖给需要的机构或企业。
另外,Velodyne LiDAR也更加关注ADAS 安全技术,用近程激光雷达产品满足用户监控路况、盲区和障碍物的需求。
Velodyne LiDAR创始人兼CEO David Hall前不久曾说:“市场正在发生改变,我们现在要将一部分精力分给ADAS 终端,而低成本和高产能是 Velodyne LiDAR的优势。”
他认为,Velodyne LiDAR在L4/L5 市场有自己的优势,现在的情况下Velodyne的产能足够满足用户需求。而ADAS 市场即将迎来新的热潮,在这里 Velodyne LiDAR能收获更为丰厚的利润,因此死守着Level 4/5 市场并不是明智之举。
在上海车展的发布会上,Mike Jellen表示, Velodyne LiDAR在这方面做了充分的准备,从2019年开始,有一系列的动作来支持对于车企L2需求的应用,还会推出一系列相关的产品。
Velodyne LiDAR的32线固态激光雷达Velarray目前主要是针对的就是自动驾驶,与目前已经量产的法雷奥车规级激光雷达ScaLa不同的是,它是价格相对比较便宜的3D雷达,而且以后可以升级到L3甚至L4水平,现在有很多大的OEM厂商,都在准备将它安装到汽车上。
Mike Jellen称,Velodyne LiDAR作为全球安全协会的成员,认为在这个协会的框架下,所有的参与者共同的努力终极目标是提升大家在行车上的安全,是能够挽救生命的损失。倡议所有的参与者、友商,一起来提高产品的质量,尽快实现安全的出行。
拓展激光雷达的应用范围
翁炜还表示,Velodyne LiDAR一直在努力地开拓激光雷达在各种其他行业的应用,比如地图行业、保险行业、自然资源保护行业、农业等土地流失问题等等都是其关注方向。
2005年到2015年,全世界的地图全部都采用Velodyne的激光雷达制作。基于地图的行业,如保险业、安管业也在用激光雷达。现在高精地图的制图过程中,主干道路的数据获取,主要也是依靠激光雷达。
通过无人机上的Velodyne激光雷达,可以知道一片森林里有多少棵树,每棵树是什么树,树的高度和直径,及其生长状况、健康状况,都通过Velodyne LiDAR扫描出来。
在草场上空, 无人机上的Velodyne激光雷达扫过去之后,一片区域有多少棵草,每棵草高度都可以得出来,如果发现这片草的高度变化非常大,那就有水土流失的风险。
通过Velodyne激光雷达扫描,可以了解人流量及行走路线,对机场、商场内的区域进行人流控制,还可确定把自动售货机放到什么位置上效益更大。
还有大量Velodyne激光雷达应用在安保行业,比如城市、危房建筑问题、城市的非法加盖问题等等。
实际上,现今Velodyne 的主要收入来源还是传统地图、无人机、安保、机器人等行业,自动驾驶虽然前景广阔,但目前并没有给Velodyne带来可观的收益。
对于Velodyne来说,近期最重要的事情是与越来越多的Tier 1 伙伴进行合作,尽快将自家的激光雷达推向车规级别,匹配车企的量产需求。只有产量大了,产品售价大幅降低,才能进一步推动自动驾驶汽车的健康发展。