制約激光雷達(dá)大規(guī)模商用的瓶頸在哪里？

如果放在兩三年前，從業(yè)者們給出的說法可能包括「價(jià)格昂貴」、「難過車規(guī)」、「無法規(guī)?；慨a(chǎn)」。

隨著市場(chǎng)上搭載激光雷達(dá)的車型逐漸量產(chǎn)落地，這些問題似乎迎刃而解。

不過，這并不意味著「激光雷達(dá)大規(guī)模商用」的難題就此解決。相比攝像頭、毫米波雷達(dá)每年上千萬顆的出貨量，車載激光雷達(dá)今年的裝載量才剛剛突破數(shù)萬臺(tái)。

用北醒 CEO 李遠(yuǎn)的話說，車載激光雷達(dá)市場(chǎng)仍處于早期階段。

也正因?yàn)樘幵谝粋€(gè)極佳的窗口期，北醒在積極推動(dòng)新一代激光雷達(dá)的演進(jìn)，試圖通過「跨代量產(chǎn)」上車，實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)的大規(guī)模商用。

01、從 512 線激光雷達(dá)說起

512 線激光雷達(dá)的「首次露面」，是在今年 6 月中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)舉辦的中國(guó)汽車供應(yīng)鏈大會(huì)上，李遠(yuǎn)對(duì)外披露了 512 線激光雷達(dá)的部分核心參數(shù)：

• 在 10% 反射率下，有效探測(cè)距離為 200 米；

• 視場(chǎng)角最大可以達(dá)到120*25.6°。

5 個(gè)月后，又有消息傳出——北醒的 512 線激光雷達(dá)獲得車企訂單。

更為具體的進(jìn)展是，北醒已經(jīng)拿到某車企18 萬臺(tái)激光雷達(dá)的定點(diǎn)，將于 2023 年下半年 SOP。

可以說，北醒憑借一己之力將車載激光雷達(dá)帶入到 512 線時(shí)代。如此迅速的進(jìn)展，至少說明北醒在汽車領(lǐng)域蓄力已久。

圖片來自北醒官網(wǎng)

512 線激光雷達(dá)的出現(xiàn)，并非是閉門造車的產(chǎn)物。

按照李遠(yuǎn)的說法，是根據(jù)車企需求反向推導(dǎo)出的解決方案，尤其是能滿足遠(yuǎn)距離小目標(biāo)物體的探測(cè)。

北醒成立于 2015 年，目前業(yè)務(wù)遍布全球 90 個(gè)國(guó)家和地區(qū)，已經(jīng)是大交通（包含軌交、高速公路、民航、航運(yùn)）和工業(yè)傳感領(lǐng)域的佼佼者。

作為激光雷達(dá)行業(yè)的老兵，李遠(yuǎn)篤信：「只要能解決行業(yè)痛點(diǎn)，就一定是好產(chǎn)品」。

這個(gè)邏輯也同樣適用于汽車領(lǐng)域。「汽車的痛點(diǎn)其實(shí)是安全，只有解決車的安全性，激光雷達(dá)才能夠進(jìn)入一個(gè)增量閉環(huán)?！?/span>

當(dāng)前，自動(dòng)駕駛感知方案有兩大技術(shù)路線:

• 一類是依靠攝像頭的「純視覺」方案;

• 另一類是以攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等多種傳感組合的「融合感知」方案。

無論「純視覺」還是「感知融合」，都采用攝像頭作為基礎(chǔ)感知方案。但純視覺感知方案的問題在于無法覆蓋所有的長(zhǎng)尾場(chǎng)景，在部分特殊場(chǎng)景下感知功能會(huì)受限。

例如，攝像頭在無照明條件的道路行駛時(shí)難以充分發(fā)揮作用；在雨霧天氣等能見度不足的環(huán)境中也難以有效工作。

同時(shí)，鏡頭臟污導(dǎo)致遮擋、強(qiáng)光直射環(huán)境等條件下都會(huì)影響攝像頭所拍攝的圖像質(zhì)量，影響車輛感知功能。

激光雷達(dá)在汽車領(lǐng)域的價(jià)值，是激光雷達(dá)通過獲得更多維度的信息，例如目標(biāo)的距離、角度、速度、反射強(qiáng)度等信息，讓車輛獲得更加全面而強(qiáng)大的感知能力，從而達(dá)到更加安全的目的。

當(dāng)前應(yīng)用于L2+系統(tǒng)的激光雷達(dá)（輔助駕駛），整體性能偏低。尤其是針對(duì)遠(yuǎn)距離小目標(biāo)等特殊場(chǎng)景探測(cè)，檢測(cè)效果并不理想。

因此，在面向更高階自動(dòng)駕駛的需求上，激光雷達(dá)的性能還需要進(jìn)一步提升。

這種提升體現(xiàn)在激光雷達(dá)的線束上。

傳統(tǒng)的激光雷達(dá)可以按照激光線束分為 1 線、4 線、8 線、16 線、32 線或 64 線等，多個(gè)激光線束在豎直方向沿不同角度發(fā)出，經(jīng)水平方向掃描實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域三維輪廓探測(cè)。

線束越多，分辨率就越高，激光點(diǎn)云密度就越大——對(duì)目標(biāo)物的探測(cè)識(shí)別也就越清晰，從而幫助自動(dòng)駕駛系統(tǒng)獲得更精確的探測(cè)結(jié)果。

要實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)效果，最直接的辦法就是通過升級(jí)線束，增強(qiáng)探測(cè)目標(biāo)尤其是探測(cè)小目標(biāo)的感知能力，讓自動(dòng)駕駛系統(tǒng)有更多時(shí)間來進(jìn)行決策。

北醒給出的方案就是將目前主流的 128 線激光雷達(dá)升級(jí)為 512 線激光雷達(dá)，從根本上提升車載激光雷達(dá)的性能水平。

「對(duì) 200 米開外的小孩或者遠(yuǎn)距離的錐桶，基本上只有 512 線激光雷達(dá)才能夠把人或物體的基本情況勾勒出來。這樣自動(dòng)駕駛車輛至少可以提前 2-3 秒鐘準(zhǔn)備。這個(gè)『生死三秒鐘』就是我們的價(jià)值?！估钸h(yuǎn)說道。

有行業(yè)人士表示，隨著 512 線激光雷達(dá)的到來，高分辨率的激光雷達(dá)將成為高階自動(dòng)駕駛收斂 Corner Case 的關(guān)鍵手段。

02、512 線激光雷達(dá)如何做到降本增效？

隨著頭部車企對(duì)高階自動(dòng)駕駛的積極推進(jìn)，全球范圍內(nèi)激光雷達(dá)上車已經(jīng)勢(shì)在必行。

自今年以來，蔚來、理想和小鵬已經(jīng)交付搭載激光雷達(dá)的車型。通用、沃爾沃、長(zhǎng)安、奇瑞、比亞迪、極氪、阿維塔、智己、飛凡等新舊勢(shì)力也相繼有推出帶激光雷達(dá)車型的計(jì)劃。

這些搭載激光雷達(dá)的車型將具備高速、城市、泊車等場(chǎng)景下的自動(dòng)駕駛能力，因此車企對(duì)激光雷達(dá)提出的要求可以說是「既要又要還要」：

• 具備遠(yuǎn)距離感知能力，高速場(chǎng)景下車輛，至少需要對(duì) 150 米以外的物體進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別；

• 具備至少 100 線以上的掃描效果，這樣遇到 150 米以外的物體可以反射回足夠多的激光點(diǎn)云用于識(shí)別；

• 寬視角：120° 以上的水平視場(chǎng)角來滿足十字路口等場(chǎng)景的目標(biāo)檢測(cè)；

• 能滿足車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，支持前裝車輛集成與規(guī)?；慨a(chǎn)。

• 在滿足性能要求之后，激光雷達(dá)距大規(guī)模量產(chǎn)還要翻過價(jià)格這座大山。

簡(jiǎn)單來說，激光雷達(dá)上車不僅要求多多，更是挑戰(zhàn)重重。

從技術(shù)角度看，激光雷達(dá)既要保證線束的大幅度提升，又要平衡包括產(chǎn)品自身的形態(tài)、尺寸、重量、穩(wěn)定性以及工作環(huán)境等嚴(yán)苛的要求和限制，在成本上還要將價(jià)格控制在車企可接受的區(qū)間內(nèi)。

比如，通過堆疊發(fā)光器，是為了獲得更多向外發(fā)射激光束層。層數(shù)越多，精度也越高，不過這也意味著傳感器尺寸越大。

再比如，如果通過掃描來緩解器件端的壓力，面對(duì) 0.05 度這樣的高分辨率，掃描的角度精度需要控制在萬分之一以內(nèi)，同樣也是巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

在成本端，技術(shù)架構(gòu)優(yōu)化、供應(yīng)鏈升級(jí)以及大規(guī)模量產(chǎn)攤銷成本被視為是激光雷達(dá)三種降本的方式。

李遠(yuǎn)認(rèn)為，激光雷達(dá)真正的降本的良藥，是通過激光雷達(dá)架構(gòu)的優(yōu)化，讓性能與成本解耦。

上述種種，實(shí)際上考驗(yàn)的是激光雷達(dá)公司對(duì)激光雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的平衡能力。關(guān)于這一點(diǎn)，李遠(yuǎn)將在后續(xù)的產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上著重分享。

據(jù)了解，在「性能與成本解耦」的思想指導(dǎo)下，北醒的這顆 512 線激光雷達(dá)，價(jià)格與目前市場(chǎng)主流的 128 線激光雷達(dá)接近。

03、512 線激光雷達(dá)不是終局，而是開始

2005 年到 2007 年，美國(guó) DARPA 挑戰(zhàn)賽參賽車隊(duì)所采用的激光雷達(dá)價(jià)格在數(shù)萬美元級(jí)別。

特斯拉拒絕使用激光雷達(dá)，核心原因之一是在 Autopilot 研發(fā)開始的 2014 - 2015 年期間，激光雷還完全看不到量產(chǎn)的希望。

如今，通過速騰聚創(chuàng)、禾賽、圖達(dá)通、北醒等激光雷達(dá)公司的努力，激光雷達(dá)的價(jià)格正從數(shù)萬元向數(shù)千元挺進(jìn)。

這意味著城市/高速 NOA 等高階自動(dòng)駕駛功能將加速量產(chǎn)普及。

在李遠(yuǎn)看來，車載激光雷達(dá)對(duì)自動(dòng)駕駛最重要的價(jià)值體現(xiàn)，是在「安全」上。

隨著搭載激光雷達(dá)的車型被證明降低事故率及人身傷亡，在用戶逐漸形成「安裝激光雷達(dá)等同于更安全」的認(rèn)知后，將會(huì)有越來越多的車企選擇將激光雷達(dá)作為標(biāo)配，從而形成一種正向循環(huán)。

「這種挽救生命的事情在統(tǒng)計(jì)學(xué)上一旦被大家清晰地認(rèn)知，激光雷達(dá)一定會(huì)被很快地普及?！估钸h(yuǎn)說道。

同時(shí)，他也早早放出預(yù)告：512 線激光雷達(dá)不是終局，而是北醒推出第一個(gè)車載激光雷達(dá)的開始。接下來，北醒還將推出更高性能的激光雷達(dá)，以滿足車企對(duì)安全的需求。

「性能更勝一籌」，是北醒作為技術(shù)創(chuàng)新者亮出的殺手锏。

通過 512 線激光雷達(dá)，北醒為行業(yè)帶來了具有差異化競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，也標(biāo)志著中國(guó)車載激光雷達(dá)市場(chǎng)將正式進(jìn)入「512 線時(shí)代」。

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