車載激光雷達低成本方案將加速無人駕駛到來

　　Quanergy: 全固態(tài)激光雷達的開拓者

　　在CES2016 上展出的一款重量級產(chǎn)品分別是來自Quanergy 的“固態(tài)”Solid State 激光雷達 S3和由福特汽車發(fā)布用于無人駕駛計劃的Velodyne Hybrid Solid State“混合固態(tài)”激光雷達VLP-16 PUCK。

　　“固態(tài)”概念可以稱為基于電子部件，無機械旋轉(zhuǎn)部件的解決方案?；谥糜谲図?shù)?60 度機械旋轉(zhuǎn)激光雷達實現(xiàn)。它的性能非常好，但是相應(yīng)的也具有成本過高，體積大、外部可見等劣勢。“固態(tài)”激光雷達產(chǎn)品則由于采用電子方案去除了機械旋轉(zhuǎn)部件，因此具有低成本(幾百美元級別)和體積小、可集成至傳統(tǒng)車輛外觀中的特點。行業(yè)對固態(tài)硬盤的出現(xiàn)仍處觀望態(tài)度。1)對成本是否能有如此大幅下降抱有疑問;2)激光特性在大霧等天氣仍然并不適用。

　　圖3 Quanergy 固態(tài)激光雷達

　　圖4 Velodyne 固態(tài)激光雷達

　　目前，Quanergy共推出了兩款3D激光雷達產(chǎn)品，一款是安裝在奔馳智能駕駛測試車上的The Mark VIII，另一款就是第一款專為智能駕駛汽車設(shè)計的全固態(tài)激光雷達S3。

　　S3全固態(tài)激光雷達基于相控陣技術(shù)代替了機械激光雷達的外部旋轉(zhuǎn)部件，大幅度縮小了產(chǎn)品體積，便于在汽車上安裝且不占據(jù)過多空間。同時，約250美元的價格也易于讓市場更接受。但是，由于其使用的有關(guān)電子部件不能像機械旋轉(zhuǎn)部件一樣360°旋轉(zhuǎn)，只能探測前方不超過180°的視角范圍，因此一輛智能汽車一般至少需要4至6個S3激光雷達。

　　實際上，該款全固態(tài)激光雷達對Quanergy公司來說還是一個“早產(chǎn)兒”，其在測量精度、水平視野等參數(shù)特性上還有待進一步提升。S3激光雷達是Quanergy公司與Delphi公司合作后所推出的中間產(chǎn)品，并非最終供貨產(chǎn)品。雖然該產(chǎn)品暫時只是作為研究成果存在，并未上市推廣，但其全固態(tài)技術(shù)突破對于車用激光雷達的發(fā)展卻有著重大的意義。

　　5.2 國內(nèi)企業(yè)加速追趕，目標(biāo)產(chǎn)品逐步成型

　　國內(nèi)與國外比起來，在多線激光雷達上有較大差距，但是應(yīng)用于服務(wù)機器人、掃地機器人的激光雷達并沒有太大差別。國內(nèi)的激光雷達產(chǎn)品多用于服務(wù)機器人、地形測繪、建筑測量等領(lǐng)域，尚未研制出可用于ADAS及無人駕駛系統(tǒng)的3D激光雷達產(chǎn)品。不過，隨著智能汽車的浪潮從國外涌向國內(nèi)，以鐳神智能、思嵐、巨星等為代表的多家國內(nèi)企業(yè)也開始嘗試進入車用激光雷達這個新興行業(yè)。

　　鐳神智能表示，對于用于汽車防撞單線雷達，會先將其原理系統(tǒng)做好，未來會繼續(xù)研發(fā)8線束、16線束及32線束激光雷達，并預(yù)計于年底研發(fā)出一款16線束激光雷達。

　　6 “降維+黑科技”，激光雷達方案成本或大幅下降

　　目前行業(yè)有三種方式來降低整個激光雷達的使用成本：1)降維：使用低線束低成本激光雷達配合其他傳感器提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低激光雷達依賴和成本。2)黑科技： 新的激光技術(shù)“固態(tài)”激光雷達的價格大幅下降，有望成為顛覆行業(yè)的黑科技。3)規(guī)模效益：目前激光雷達的應(yīng)用仍然較小，當(dāng)無人駕駛汽車的產(chǎn)量大幅上升將帶來極大的規(guī)模效益。

　　圖5：激光雷達低成本化的主要路徑

　　Velodyne公司選擇了路徑1 ，將原先的64線束激光雷達降低為32線束，最初Ultra Puck的設(shè)計方案是16線束，但3D繪圖效果不盡如人意，因此最終使用了32線束。雖然Ultra Puck在測量精度與3D繪圖效果方面不如HDL-64E，但考慮到性價比因素，前者更適合應(yīng)用于無人駕駛汽車。

　　而Quanergy公司采用了固態(tài)化的低成本方案。S3激光雷達就是其推出的第一款全固態(tài)激光雷達，盡管在水平視野等參數(shù)上還略有缺陷，但激光雷達固態(tài)化趨勢勢必推動產(chǎn)品成本及價格大幅下降。