近年來，自動駕駛行業(yè)爆發(fā)勢頭明顯，Waymo、Cruise、百度Apollo、寶馬、特斯拉等行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者正在積極推動L2、L3級別的自動駕駛功能加速商業(yè)化落地。與此同時，L4級別的自動駕駛功能也進入了試運行階段。而提到自動駕駛，被譽為“自動駕駛之眼”的激光雷達是一個繞不開的關(guān)鍵詞。它能夠精確感知周圍環(huán)境，以全面周到的方式為自動駕駛保駕護航。Velodyne、Luminar、Mobileye等國外老牌企業(yè)和禾賽科技等國內(nèi)新貴企業(yè)都在此領(lǐng)域表現(xiàn)不俗，近期入局的華為實力更是不容小覷。自動駕駛漸成行業(yè)風口，而車規(guī)級激光雷達若要成其“標配”，仍有難題亟待解決。

車規(guī)級激光雷達優(yōu)勢明顯

汽車智能化競賽已正式開啟加速度，作為衡量汽車智慧程度的重要指標之一，更高級別的自動駕駛成為眾人追求的夢想。自動駕駛系統(tǒng)由感知層、決策層和執(zhí)行層構(gòu)成。作為整個自動駕駛系統(tǒng)的基礎(chǔ)，感知層主要采用傳感器技術(shù)，涉及激光雷達、毫米波雷達、攝像頭、超聲波傳感器、高精度定位、高精度地圖和V2X等技術(shù)。

在自動駕駛感知系統(tǒng)中，毫米波雷達和攝像頭能檢測到99%的路上狀況，但安全需要100%的保障，哪怕有1%的遺漏都能造成嚴重事故。因此，要想在感知方面全覆蓋、有冗余，激光雷達是車輛中最關(guān)鍵的傳感器之一。如果把汽車比作一個人，激光雷達就是車輛的眼睛。車規(guī)級激光雷達普遍采用多個激光發(fā)射器和接收器，建立三維點云圖，從而達到實時感知環(huán)境的目的。激光雷達通過發(fā)射激光束來探測周圍環(huán)境，可以精確感知路面環(huán)境和道路上的突發(fā)狀況，具備測量距離遠和測量精度高等優(yōu)點，能夠幫助汽車在無人駕駛的情況下，看得更清楚、行駛得更安全。

車規(guī)級激光雷達的使用在很大程度上能夠提升駕駛的安全性。Cepton公司CEO兼聯(lián)合創(chuàng)始人裴軍在接受記者采訪時表示，激光雷達可以把車輛前方和后方的障礙物測量得非常清楚，能夠為車輛提供很有力的安全保障。

為自動駕駛保駕護航的激光雷達有哪幾種具體的技術(shù)路線？其實，關(guān)于激光雷達技術(shù)路線的分類有很多種，但有些分類方式可能不太嚴謹。嚴格來講，激光雷達的技術(shù)路線應(yīng)該按照光源、測量和成像這三種方式進行分類。

裴軍告訴記者，光源主要指激光雷達的發(fā)射和接收，比如在近紅外波段發(fā)射 905 納米的激光，還有Luminar激光雷達采用的1550納米波長的激光。測量主要包括兩種方式，一種是通過測量時間的方式來完成激光測距，如發(fā)射光脈沖，將光速和時間相乘來計算距離，這是最為經(jīng)典的測量方法;另一種方式則是使用FMCW（調(diào)頻連續(xù)波）技術(shù)，這是使用干涉儀的新方法，雖然更加復(fù)雜，但測量的結(jié)果也更加精確。成像方式中才包含大家熟知的機械式激光雷達、固態(tài)激光雷達、混合固態(tài)激光雷達和矩陣成像等。這些不同的技術(shù)路線各具優(yōu)勢，能夠增強環(huán)境感知的精確度，極大提升了駕駛的安全性。

正如裴軍所言，人們在提升駕駛安全系數(shù)方面的追求是沒有盡頭的。作為高級安全與自動駕駛應(yīng)用的強大基礎(chǔ)，激光雷達正在通過多種技術(shù)路線，推動人們走向更高級別的自動駕駛。

眾廠商競逐激光雷達賽道

激光雷達會成為自動駕駛領(lǐng)域的“標配”，這一觀點已成為業(yè)內(nèi)共識。很多專家都認為，要想達到L3或L3以上級別的自動駕駛，就必須要使用激光雷達。

如果說前些年的自動駕駛感知之爭發(fā)生在以特斯拉為代表的純視覺派和Waymo領(lǐng)銜的激光雷達派之間，那么現(xiàn)階段，局面已經(jīng)發(fā)生了巨大變化。放棄激光雷達路線、只采用“毫米波雷達+攝像頭”組合的特斯拉，經(jīng)常會由于深度學習模型中視覺算法訓(xùn)練數(shù)據(jù)的局限性導(dǎo)致一些交通事故，漸漸成為自動駕駛領(lǐng)域的“特立獨行派”。目前，越來越多的車企決定在量產(chǎn)車型上搭載激光雷達，很多激光雷達廠商也開始在資本領(lǐng)域受到熱捧。

2021年，整車廠量產(chǎn)搭載激光雷達的車型預(yù)計有寶馬、戴姆勒、蔚來和長城等，其中本田于2021年內(nèi)推出的旗艦車型“LEGEND”將搭載5個激光雷達，小鵬和理想計劃在2021年上市的量產(chǎn)車型中標配激光雷達。與此同時，蔚來、長城、北汽ARCFOX等多家自主品牌紛紛宣布新車將搭載激光雷達上市。

為整成廠輸送裝備的激光雷達廠商在資本領(lǐng)域也早已動作頻頻。國外方面，Velodyne、Luminar、Aeva、Innoviz和Ouster等激光雷達公司均已經(jīng)或即將完成美股登陸，其中激光雷達鼻祖——Velodyne目前市值已超40億美元，Luminar市值則一度突破百億美元。值得注意的是，英特爾無人駕駛汽車子公司Mobileye的負責人也于近日宣布，希望為每輛汽車配置一個激光雷達傳感器，以降低自動駕駛的成本。

國內(nèi)方面，當前已經(jīng)有百余家大大小小的激光雷達廠商，最早入局激光雷達領(lǐng)域的速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、鐳神智能這三家企業(yè)發(fā)展較快，已進入融資中后期階段。其中，激光雷達初創(chuàng)企業(yè)——禾賽科技擬在科創(chuàng)板上市，有望站上中國激光雷達第一股。此外，搭載在蔚來ET7上的激光雷達公司——Innovusion獲得均勝電子千萬元的戰(zhàn)略投資；激光雷達廠商歡創(chuàng)科技宣布完成8000萬元B輪融資;北科天繪、國科光芯、光勺計劃和北醒光子科技等多家企業(yè)紛紛對激光雷達核心技術(shù)展開研發(fā)；大疆、華為、科沃斯等各領(lǐng)域巨頭也相繼入局激光雷達領(lǐng)域，激光雷達賽道上的競爭異?；馃?。

量產(chǎn)難題亟待破解

眾多廠商對激光雷達青睞有加，激光雷達將搭載于量產(chǎn)車型的消息近期亦不絕于耳。但是目前，車規(guī)級激光雷達普及的最大難點是大規(guī)模量產(chǎn)。

是什么阻礙了激光雷達的量產(chǎn)？在眾人的慣有認知中，高昂的成本和較長的生產(chǎn)周期是阻礙激光雷達實現(xiàn)量產(chǎn)的最大“攔路虎”。但實際上，這兩個問題是可以解決的。北京理工大學信息與電子學院博士鄭爽向記者介紹，激光雷達的成本和量產(chǎn)周期其實取決于工藝路線?！叭绻ㄟ^購買組裝分立器件來生產(chǎn)激光雷達，那么成本確實比較高，周期也會長一些。但如果能有較為完整的工藝鏈，成本和周期問題是可以得到解決的?！编嵥f。

事實上，當前的量產(chǎn)難題主要與車規(guī)級激光雷達嚴苛的量產(chǎn)交付標準有關(guān)。真正意義上的車規(guī)量產(chǎn)級激光雷達對封裝尺寸、汽車集成性、大規(guī)模量產(chǎn)性、高分辨率、可靠性和低成本等方面的要求苛刻且嚴格，這些要求正是行業(yè)需要加速攻破的難點。裴軍認為，車規(guī)級激光雷達需同時滿足可靠性、成本和性能這三個條件才能真正投放市場，只滿足一個或兩個條件是不行的。研發(fā)出同時滿足這三個條件的激光雷達非常難，這也是導(dǎo)致車規(guī)級激光雷達量產(chǎn)難的主因。

具體來看，目前似乎沒有哪一特定種類的激光雷達能在可靠性、成本和性能之間達到完全平衡。以部分種類的激光雷達為例，洛倫茲（北京）科技有限公司CEO杜晨光介紹，機械式激光雷達存在精密裝配困難、系統(tǒng)龐大等問題，目前價格仍居高不下，很難在量產(chǎn)車型上大規(guī)模普及；拍照式Flash激光雷達雖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低，但探測距離較短；相控陣OPA激光雷達方面，光學相控陣天線的大規(guī)模集成將增大其光學孔徑并提高分辨力，但相控陣列數(shù)越多，電極排布越困難，短期內(nèi)很難產(chǎn)品化。

現(xiàn)階段，只依靠激光雷達來實現(xiàn)“自動駕駛夢”顯然是不現(xiàn)實的，多種傳感器技術(shù)的互補與融合才是自動駕駛進一步發(fā)展的關(guān)鍵。在自動駕駛的硬件層面，需要配備不同種類的傳感器，才能保證信息獲取充分且有冗余。鄭爽指出，激光雷達探測波長較短，在雨雪霧等極端天氣情況下，光束傳輸易受阻或受擾動，性能易受限。在此情況下，毫米波雷達可起到補充作用。與此同時，攝像頭雖然探測距離有限，但它對車內(nèi)外的目標識別來說仍非常重要。

未來，攝像頭、毫米波雷達、激光雷達將協(xié)同發(fā)展、相互促進，將獲取的數(shù)據(jù)、信息集中在一起綜合分析，能更準確地描述外界環(huán)境，進而提高系統(tǒng)決策的正確性。
責任編輯:tzh