熱錢不斷涌入自動駕駛行業(yè)，一場合縱連橫后的大戰(zhàn)爆發(fā)在即

熱錢還在不斷涌入自動駕駛行業(yè)，一場合縱連橫后的大戰(zhàn)爆發(fā)在即。

無論是通用-本田-Cruise、豐田-Uber，還是大眾-福特-Argo、現(xiàn)代起亞-亞馬遜-Aurora、Waymo-雷諾日產(chǎn)聯(lián)盟或是百度，都有希望在這場戰(zhàn)爭中稱王。

而激光雷達公司，將有望成為這些巨頭們背后最大的「兵工廠」。

尋找激光雷達行業(yè)應用的「金礦」

自 2007 年以來，Velodyne 開始為全球大大小小的自動駕駛項目提供激光雷達。

截止今年 3 月的數(shù)據(jù)，Velodyne 激光雷達銷量已經(jīng)突破 3 萬臺，銷售額達到 5 億美元（約合 34.5 億人民幣）

——這個銷量，在全球范圍內超過所有競爭對手的出貨量總和，覆蓋的應用范圍主要包括自動駕駛、測繪、工業(yè)港口、物流和安防等領域。

然而，這還不是激光雷達最大的金礦。

今年 6 月，法雷奧對外透露：已經(jīng)從四家全球主流車企獲得總價值約為 5 億歐元（約合 38.7 億元人民幣）的訂單。

這些訂單的生命周期預計將延續(xù)至 2024 年到 2025 年，并最終可能帶來總值 10 到 15 億歐元的長期業(yè)務（即可追加的訂單）。

目前，法雷奧的 4 線產(chǎn)品 ScaLa（第一代）是達到車規(guī)級應用標準的激光雷達，且已實現(xiàn)量產(chǎn)，并于 2017 年開始裝配到擁有 L3 級自動駕駛功能的 A8 車型上。

現(xiàn)在來看，激光雷達最終被安裝到兩類汽車上：

一類是進行自動駕駛測試的無人車，這個市場對激光雷達的線數(shù)要求高，愿意開出更高的價格，但是訂單規(guī)模?。?/p>

一類是汽車廠商推出的具有輔助駕駛、自動駕駛功能的量產(chǎn)車，因為面向消費者，所以訂單量大。但這類車對激光雷達的體積、大小和可靠性期望非常高，往往會要求激光雷達獲得各種認證。

對于第二類市場來說，為了保證系統(tǒng)擁有更多安全冗余，汽車廠商更有愿意在激光雷達驅動的 ADAS 系統(tǒng)上買單。

多數(shù)主流車企表示，在 2025-2030 年間，他們能夠承受的激光雷達價格在 1000 美金之內。

全球范圍內的激光雷達公司，正在朝這一目標推進。

一個趨勢是，不少激光雷達公司在為自動駕駛公司提供解決方案的同時，也開始部署更多 ADAS 功能，試圖成為 L2/L3 級自動駕駛方案中的補償選項。

以攝像頭為核心的 ADAS 系統(tǒng)，依然有局限

一直以來，特斯拉 CEO Elon Musk 都將激光雷達當成「異端」。

他甚至直言：激光雷達對自動駕駛而言是徒勞無益的；激光雷達是一種又貴又沒必要的產(chǎn)品。

果真如此嗎？

佐思產(chǎn)研研究總監(jiān)周彥武在一篇名為：《ADAS 漫談：為什么自動駕駛必須用激光雷達》的文章中，解釋了以攝像頭為核心的 ADAS 和自動駕駛系統(tǒng)有諸多局限：

首先，視場角（Field of View，F(xiàn)OV） 角度過大導致車輛有非常明顯的盲區(qū)。

FOV 一般是越大越好，但要考慮到畸變的問題。一般 CMOS 傳感器鏡頭 FOV 不超過 76 度。超過 76 度是廣角鏡頭，廣角鏡頭在近處有明顯失真；超過 120 度則是魚眼鏡頭，圖像邊緣有嚴重失真。

為了解決 FOV 的問題，沃爾沃和特斯拉選擇了三目系統(tǒng)。

沃爾沃的三目系統(tǒng)，F(xiàn)OV 視角分別是 140 度、45 度和 34 度。特斯拉 FOV 為 150 度、50 度和 25 度。但這個系統(tǒng)依然解決不了近距離盲區(qū)問題。

其次，車輛在低速情況下，單目攝像頭系統(tǒng)對突然出現(xiàn)的靜止目標或緩慢移動目標（一般是行人）基本無效。

Mobileye 明確指出 50 公里/時以上行人識別才工作。為何需要如此高的速度？

這是因為，機器視覺主要針對動態(tài)目標識別，特別是汽車領域，優(yōu)先識別動態(tài)目標如車輛、行人、自行車、電動車等。

了解上述背景后，我們才能理解激光雷達在自動駕駛系統(tǒng)中所扮演的角色，才會明白為什么汽車行業(yè)總強調：

做到 99% 的識別率還不夠，我們需要達到 99.99999……% ——而激光雷達就是小數(shù)點后幾位的最強保障。

在這種情況下，激光雷達的首要價值，便是作為攝像頭和毫米波雷達之外的安全冗余。

2017 年，奧迪推出號稱全球首款 L3 級別自動駕駛車型奧迪 A8，這款車型也讓行業(yè)關注到全球第一款為量產(chǎn)車準備的激光雷達——法雷奧 ScaLa。

目前業(yè)內主流的 ADAS 方案使用的是 Mobileye 提供的視覺芯片。

雖然 Mobileye 對車道線及車輛尾部識別的準確度較高，但對部分形狀奇特，具有本土特色的改裝車、三輪車等車型，系統(tǒng)仍舊無法進行匹配識別。

毫米波雷達分辨率不足、對非金屬類物品存在一定漏檢幾率，無法保證車輛精準判斷自身及周圍障礙物的位置關系。

奧迪 A8 搭載的法雷奧 ScaLa 激光雷達則解決了上述問題。

這也在一定程度上可以解釋：為什么在去年 11 月，一向以視覺為主的 Mobileye 斥資千萬美元收購了一家激光雷達相關的公司 Eonite Perception。

這是一家專門開發(fā)利用激光雷達進行 3D 地圖繪制和跟蹤的軟件。依托 Eonite Perception 的工程師，Mobileye 成立激光傳感器部門——LiDAR.AI。

正如這個部門的命名，這起收購將加強 Mobileye 在激光雷達領域的技術，彌補 Mobileye 在視覺領域的不足。

過去，Mobileye 的 ADAS 系統(tǒng)依賴攝像頭，但現(xiàn)在包括車企、科技巨頭等在內的自動駕駛公司更偏好使用激光雷達。

因為激光雷達能在任何光照條件下準確繪制出汽車運行的區(qū)域，結合攝像頭和雷達，自動駕駛汽車就能清楚了解實時路況。

激光雷達公司開始注重 ADAS 功能的開發(fā)

「市場正在發(fā)生改變，我們現(xiàn)在要將一部分精力分給 ADAS 終端。」今年 3 月，Velodyne 創(chuàng)始人 David Hall 對外界表示。

他認為，Velodyne LiDAR 在 L4/L5 市場有自己的優(yōu)勢，現(xiàn)在的情況下 Velodyne 的產(chǎn)能足夠滿足用戶需求。

而 ADAS 市場即將迎來新的熱潮，在這里 Velodyne 的激光雷達能收獲豐厚的利潤，因此守著 Level 4/5 市場并非明智之舉。

在今年的 CES 上，Velodyne 發(fā)布近距離激光雷達產(chǎn)品 VelaDome。

這款產(chǎn)品可以覆蓋車輛整個側面的近距離范圍，對車輛近距離/死角處的行人或者自行車檢測效果顯著。

Velodyne 還希望將自己的激光雷達結合軟件打入 ADAS 市場，從而拿出像特斯拉 AutoPilot 和通用 Super Cruise 一樣有競爭力的 ADAS 方案。

激光雷達軟件系統(tǒng) Vella 就是這一背景下推出的產(chǎn)品。 Vella 主要配合 Velodyne 的固態(tài)激光雷達 Velarray 使用，而后者能夠嵌入安裝在汽車擋風玻璃后面或者保險杠位置。

Velodyne 稱，「相較于攝像頭+毫米波雷達系統(tǒng)，其實現(xiàn)的 ADAS 性能將發(fā)生革命性變化?！?/p>

進軍 ADAS 市場，考慮到產(chǎn)品迭代與性能全面性的問題，Velodyne 還通過收并購來擴大商業(yè)版圖：

今年 7 月，Velodyne 收購位于舊金山的高精地圖創(chuàng)業(yè)公司 Mapper.ai 的知識產(chǎn)權資產(chǎn)，雙方將合作開發(fā)更安全的 ADAS 系統(tǒng)。Mapper.ai 的高精地圖和定位技術將加速 Vella 軟件的開發(fā)。

這起收購看起來與 Mobileye 收購 Eonite Perception 有異曲同工之妙。

目前，Velodyne 的這套解決方案可讓客戶解鎖 ADAS 的更多功能，包括行人和自行車避讓、車道保持輔助（LKA）、自動緊急制動（AEB）、自適應巡航控制（ACC）、交通堵塞輔助（TJA）等等。

Luminar CEO Austin Russell 對現(xiàn)在的激光雷達也有自己的判斷。

在他看來，Waymo 等公司引領的自動駕駛出租車和卡車項目一時半會還不成氣候，因此未來幾年 ADAS 市場更具吸引力。

今年 6 月，Luminar 推出了一個整合硬件和軟件的激光雷達平臺 Iris（虹膜）。

為了打造這套解決方案，Luminar 調動了 60 位軟件工程師進行配合研發(fā)。Iris 平臺分為兩個版本：

用于高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的激光雷達解決方案，成本不超過 500 美元；

用于高級別自動駕駛（L4/L5）的方案，成本不超過 1000 元。

Luminar 的車載激光雷達和軟件將于 2022 年開始大規(guī)模交付，其中新款激光雷達體積只有現(xiàn)在產(chǎn)品三分之一，而且能無縫整合進量產(chǎn)車前格柵、車頂或車頭大燈中。

2018 年 8 月，Cepton 牽手日本最大汽車照明燈公司 Koito，為后者提供定制的小型激光雷達解決方案，將激光雷達安裝進車燈中。

Cepton 與 Koito 的合作，也主要是從 ADAS 開始展開，并將延伸到更高級的自動駕駛；與 May Mobility（低速園區(qū)車）的合作則是面向 L4 級自動駕駛。

三年前，Innoviz 就對外推出了兩款 MEMS 固態(tài)激光雷達樣品：InnovizPro 和 InnovizOne。

InnovizPro 是一款基于 MEMS 掃描技術的高性能固態(tài)解決方案，可為汽車、測繪和其他應用提供出色的性能和價值。

InnovizOne 則是一款易于車輛無縫集成的車規(guī)級解決方案，可為 3 級到 5 級自動駕駛提供 3D 感知能力。2021 年，寶馬決定將在 Level 3 級自動駕駛汽車上使用 InnovizOne 激光雷達。

從過去高舉高打主推 L4/L5 級自動駕駛，到如今開發(fā)更多帶有 ADAS 功能的激光雷達解決方案，激光雷達公司通過產(chǎn)品「下沉」的方式，調整自己的市場策略：

在軟件層面，更加注重 ADAS 功能，開發(fā)殺手級應用（例如給激光束編碼）；

在硬件層面，既有適用于 L3 及以下的激光雷達方案，又有適合 L4/L5 級自動駕駛的產(chǎn)品。

這么做的目的，激光雷達公司按照激光雷達技術既有路線和發(fā)展速度，推出符合市場需求的產(chǎn)品。另一方面，配合一線主機廠和 Tier1 循序漸進推動自動駕駛演進。

為主動安全而生，激光雷達本質是 3D 傳感器

通過加入激光雷達來提高 ADAS 系統(tǒng)的安全冗余——這就引申出激光雷達的出路：足夠便宜，能進入前裝。如此，激光雷達就能獲得寶貴的裝車機會。

這實際上帶來的是雙重好處：

首先，投入的資金實際上由消費者分擔（當然消費者也獲得更好的 ADAS 功能和體驗）；

其次，真實場景替代仿真，獲取真正的海量數(shù)據(jù)。

為了讓車廠更容易接受激光雷達，并降低后者對量產(chǎn)車型安裝激光雷達的難度，激光雷達公司提供 ADAS 功能供車企使用，也就成了順理成章的選擇。

由于激光雷達點云是 3D 立體的，包含了距離、尺寸、位置等信息，數(shù)據(jù)量相比視覺少，所以激光雷達公司提供 ADAS 功能，技術難度相對會小一些，不需要進行復雜的圖像處理。

以博世 MPC2 為例（如上圖），其攝像頭輸出一幀圖片是 1920*1080 像素，每幀圖片代表 200 萬個空間點（每個像素對應的角分辨率是 0.03 度）。

以 Velodyne 128 線激光雷達為例，其角分辨率為 0.2*0.11 度，掃描一周后，點數(shù)僅為 23 萬個空間點（水平 360 度/0.2 度*垂直 128 像素）。

因而，不需要復雜的圖像處理、對算力要求極低，激光雷達可以利用自身嵌入式處理器，完成對 ADAS 算法處理。

十四年前，David Hall 發(fā)明的這種新型雷達傳感器，在 DARPA 自動駕駛挑戰(zhàn)賽中一戰(zhàn)成名，也間接助推了自動駕駛的蓬勃發(fā)展。

今天，無論是高校、車企、Tier1、科技公司、新創(chuàng)公司在進行自動駕駛相關探索和研發(fā)時，都愿意為這個傳感器買單。

但這給外界留下了一個刻板的烙印：認為激光雷達就是專門為高級別自動駕駛打造的傳感器。

事實上，激光雷達并不專屬于 L4/L5 級自動駕駛。

從今天看來，我們可以有新的理解：激光雷達是為智能駕駛、主動安全而生的 3D 傳感器。