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市場研究

激光雷達:新一輪洗牌下的發力

fun88网页下载 來源:焉知智能汽車2023-01-09 我要評論(0 )   

近來,激光雷達行業(ye) 事情很多,鼻祖德國Ibeo宣告破產(chan) ,Velodyne和Ouster股價(jia) 跌幅均超過90%;迫不得已之下,Velodyne和Ouster宣布合並,激光雷達賽道迎來新一輪洗牌,更突...

近來,激光雷達行業(ye) 事情很多,鼻祖德國Ibeo宣告破產(chan) ,Velodyne和Ouster股價(jia) 跌幅均超過90%;迫不得已之下,Velodyne和Ouster宣布合並,激光雷達賽道迎來新一輪洗牌,更突顯激光雷達生意確實難做!

不過,在中國卻是另一番景象:激光雷達企業(ye) 融資、新品發布,特別是純固態激光雷達“撞車”之聲不絕於(yu) 耳。這讓我們(men) 不得不問:在這一細分賽道,他們(men) 究竟有什麽(me) 解決(jue) 自動駕駛安全問題的破解大法?


如何補缺國內(nei) 企業(ye) 短板?


激光雷達老牌企業(ye) Ouster與(yu) Velodyne合並說明,在經濟遇冷時點的燒錢無異於(yu) “自焚”。


國外傳(chuan) 統主機廠自動駕駛研發很早,在激光雷達使用方麵有很多積累,也推出了相應的量產(chan) 車型,但出於(yu) 安全性、舒適性等方麵的考慮,開發周期非常長,最早七年,現在至少也要四到五年。在德國主機廠有限,激光雷達硬件企業(ye) 上車節奏難以把握。持續燒錢、等待窗口長,加上企業(ye) 目標市場不盡相同,沒有推出相應的產(chan) 品,這些都是海外激光雷達行業(ye) 麵臨(lin) 窘境的原因所在。


反觀國內(nei) ,汽車智能化發展速度越來越快,相比德國汽車產(chan) 業(ye) 持續性的做事方法,國內(nei) 對於(yu) 新事物的理解和投入節奏形成了鮮明對比。近年來,更有融合東(dong) 西方特色的“跨國”企業(ye) 做得風生水起。


2017年成立的亮道智能翌年即開始“中德布局”,建立了亮道德國,走出一條與(yu) 眾(zhong) 不同的出海之路。亮道智能德國CEO冀暘博士稱之為(wei) “德國的橋頭堡”,其成立之初定位有三:發掘德國優(you) 質汽車資源,包括經驗豐(feng) 富的工程師和創新科技;搭建國際化激光雷達研發和商務團隊,以本地化團隊支撐德國業(ye) 務;通過德國市場,包括主機廠和Tier1,在歐洲建立亮道的市場。


“在與(yu) 德國客戶接觸中,我們(men) 發現,中德背景的企業(ye) 是非常稀缺的資源,就像是橋頭堡。”冀暘博士說。


成立幾個(ge) 月後,亮道德國成為(wei) 了大眾(zhong) 集團供應商,雖然初始項目不大,卻頗具裏程碑意義(yi) 。其第一個(ge) 項目是測評保時捷大燈燈罩對激光雷達光學的影響,並以此打開了德國主機廠的大門,也看到了激光雷達作為(wei) 新型傳(chuan) 感器未來的巨大發展潛力。


通過與(yu) 大眾(zhong) 集團緊密合作,德國團隊用亮道自研的真值係統采集不同駕駛場景,建設了場景庫。通過合作,亮道更加了解客戶的真實需求,並在大規模駕駛場景采集中發現,側(ce) 向補盲方麵還缺少一款合適的激光雷達,遂從(cong) 2019年開始在歐洲布局硬件研發。


直到現在,亮道在歐洲場景庫的采集還在繼續,包括高速、城區、通暢、擁堵、雨雪天、白天和黑夜,積攢了非常多有意義(yi) 的駕駛場景,以分析客戶及市場需求,支持亮道場景庫建設。


稀缺性特色融入中德合作朋友圈


在德國,亮道並非以銷售為(wei) 主,而是以技術為(wei) 主導的技術創新企業(ye) 。德國的強項之一在於(yu) 汽車技術標準的影響力和很強的預研能力,更著眼於(yu) 兩(liang) 年、三年、五年甚至十年後技術的重要革新。因此,亮道在德國努力與(yu) Bosch、AVL、CARIAD、dSPACE、Fraunhofer等大型企業(ye) 合作研發前瞻技術。


“這對一家中國企業(ye) 來說不是一件容易的事情,”冀暘博士說。首先,技術上需要得到認可,前瞻項目都與(yu) 德國政府未來的科學技術發展方向相關(guan) ,由政府主導,不同頭部企業(ye) 組成研發聯盟去申請項目。在亮道負責核心任務的不同項目中,包括開發激光雷達感知算法和測試驗證方法。


憑借技術實力和中德背景,亮道積攢了眾(zhong) 多合作夥(huo) 伴,建立了自己的朋友圈。至今為(wei) 止,亮道成功申請開發的預研項目都是通過此前與(yu) 主機廠的合作拿到的。在此基礎上,亮道成功申請了多個(ge) 大型政府項目,每個(ge) 項目預算都在1億(yi) 人民幣以上。


經過兩(liang) 三年軟件、硬件技術、商務人才的精心準備,2021年歐洲疫情逐漸常態化之際,亮道開始進入了收獲季,並實現了幾個(ge) 裏程碑:


  • 與(yu) 寶馬、Magna建立了合作關(guan) 係,亮道在國內(nei) 既做相應的數據合規采集和處理,在德國又有完整的工具鏈服務於(yu) 德國主機廠的測試驗證,提供本地化解決(jue) 方案;

  • 與(yu) 德國政府持續合作,開始智慧城市項目嚐試。亮道在車路協同方麵與(yu) 德國城市合作,將國內(nei) 具有前瞻性的路側(ce) 感知方案布局在智慧城市發展項目;

  • 亮道德國團隊持續擴大,成為(wei) 中資企業(ye) 在歐洲獨樹一幟的標杆後,積累了大量人才庫,成為(wei) 今後可持續發展的重要儲(chu) 備。

  • 經過多年探索,形成了亮道德國三個(ge) 業(ye) 務板塊:量產(chan) 合作項目;車路協同的智慧城市;在慕尼黑建立硬件開發實驗室,進行硬件前瞻研發。


激光雷達量產(chan) 項目並不好做,亮道在德國是怎麽(me) 做的呢?冀暘博士表示:“中德兩(liang) 地市場需求不同,針對德國數據合規要求,需要打造自動化工具鏈,其核心基礎同樣適用於(yu) 國內(nei) 量產(chan) 項目。”在數據采集車搭建、車輛標定、數據采集規劃與(yu) 管理方麵,整個(ge) 過程都要分別符合國內(nei) 和歐洲兩(liang) 地的數據安全標準。亮道工具鏈經過德國和國內(nei) 量產(chan) 項目的成功驗證,建立了“亮道數據工廠”,既可以服務歐洲客戶,又可以服務國內(nei) 客戶。


“在任何一個(ge) 國家紮根,都離不開和當地文化與(yu) 社會(hui) 的融合,亮道智能在技術、商務領域搭建起了強大的朋友圈。中德背景的稀缺性使許多不同崗位的人都團結到了亮道周圍。”過去近四年,一步一個(ge) 腳印走過來,亮道的中德發展由小到大,由兩(liang) 個(ge) 人到一個(ge) 團隊,由沒有產(chan) 品到打開德國市場,由沒有人認識到現在牢牢紮根德國。


為(wei) 什麽(me) 是純固態?


2022年,亮道智能的腳步可謂緊鑼密鼓,開發進展順利,並取得了一係列階段性成果:


  • 今年5月,發布了國內(nei) 首款純固態側(ce) 向補盲激光雷達LDSatellite™;

  • 側(ce) 向補盲激光雷達核心元器件SPAD(單光子雪崩二極管)芯片成功通過AEC-Q100認證;

  • 自有工廠全自動化生產(chan) 產(chan) 線積極建設中,計劃2023年第一季度投產(chan) 驗證;


亮道智能對於(yu) 激光雷達市場和應用的態度可見一斑。


純固態側(ce) 向補盲激光雷達LDSatellite™

純固態激光雷達是目前最前沿的技術,但在開發和成本控製方麵存在著各種挑戰。亮道智能為(wei) 什麽(me) 在這個(ge) 節點推出補盲激光雷達呢?是不是意味著激光雷達量產(chan) 上車階段已經到來?


亮道智能CEO劇學銘博士解釋說,三年前行業(ye) 就開始探討固態技術,也有公司提出用OPA方式做純固態,“雖然Flash路線跟OPA有一些差異,但它更適合完成工程化,實現量產(chan) 突破。”


從(cong) 上遊看,亮道智能用SPAD芯片做相關(guan) 的一些測試嚐試最早可追溯到2019年,當時拿到了配合激光雷達的SPAD早期的實驗DEMO件。亮道最早是基於(yu) Tier1的硬件做激光雷達的開發,包括感知功能的測試驗證和數據閉環。2020年亮道開始硬件搭建,致力於(yu) 固態Flash技術的上車應用。


大視場小尺寸為(wei) 側(ce) 向補盲而生


此時此刻,之所以用Flash技術做補盲,劇學銘博士這樣解釋,因為(wei) 之前是前向為(wei) 主,如法雷奧Scala在奧迪A8上車,現在不管什麽(me) 技術路線,已有更多高線束前向激光雷達在國內(nei) 車型落地。邏輯上講,補盲肯定出現在前向之後,而用Flash技術做補盲具有一些優(you) 勢。他認為(wei) ,基於(yu) SPAD組合更適合中近距離激光雷達的產(chan) 品定義(yi) ,兼顧高性能、可靠性和低成本,同時實現非常好的功能。


雖然車上也有攝像頭和毫米波雷達,已覆蓋目前的L2+以上前向感知,但大量測試表明,“側(ce) 向隻基於(yu) 攝像頭可靠性與(yu) 安全冗餘(yu) 不足,特別在一些橫向快速切入、強光照攝像頭致盲等情況下,而毫米波也有某些目標識別反應不過來的場景,所以補盲是一個(ge) 剛需。”劇學銘認為(wei) 。


據介紹,LDSatellite™ 具有120°×75°超大視場角,組合方案可360°近場感知車輛周圍環境的減速帶、馬路邊沿、寵物、錐桶、孩童等低矮目標,精準探測奇形車位、路障欄杆、路牌等高處物體(ti) ,能夠賦予車輛無盲區近場信息感知能力,大幅提升車輛行泊安全。


LDSatellite™ 的核心元器件是可靠性及使用壽命已通過AEC-Q100認證的SPAD芯片。其測試標準和條件極為(wei) 嚴(yan) 苛,包括功能與(yu) 性能加速環境應力測試、加速壽命模擬測試、可靠性測試、密封性測試等七大類40多項。這意味著LDSatellite™產(chan) 品已經進入車規驗證階段。


在保證近場高感知性能的同時,LDSatellite™ 高度集成,纖巧輕量,外露窗口僅(jin) 48mm×88mm,大小與(yu) 信用卡相當。它支持多種集成方案,可根據客戶整車開發需求靈活嵌入車身、前保險杠兩(liang) 側(ce) 、左右翼子板、車頂兩(liang) 側(ce) 、後保險杠等位置,如衛星般環繞車身,兼顧功能實現與(yu) 外觀審美。


LDSatellite™ 高度集成,纖巧輕量

LDSatellite™ 實現的補盲+前向組合探測使近場環境盡在掌握,解決(jue) 了大部分激光雷達集中於(yu) 前向長距檢測垂直視場角不足、障礙物檢測仍存在一定近場盲區、難以應對影響安全駕駛的近場複雜多變障礙物等問題。該產(chan) 品的上車可有效補強前向主雷達的探測不足,例如在行人橫穿馬路時精準探知左右兩(liang) 側(ce) 靠近的行人,保障出行安全。


LDSatellite™補盲激光雷達與前向主雷達組合感知

LDSatellite™最顯著的優(you) 勢在於(yu) ,其超大視場角賦予車輛近場低矮物體(ti) 的超強感知能力,哪怕一個(ge) 籃球突然滾落至車前盲區,也能清晰捕獲其行動軌跡。

多維度對比孰優(you) 孰劣?


首先看,在傳(chuan) 感器融合方麵,攝像頭、激光雷達和毫米波之間關(guan) 係如何?劇學銘博士認為(wei) ,要實現自動駕駛,安全非常重要,所以感知要多加冗餘(yu) ,這是比較長期的趨勢。對比4D毫米波雷達和激光雷達的分辨率、距離和使用場景,“這是兩(liang) 個(ge) 不同定義(yi) 的傳(chuan) 感器,要根據客戶到底做什麽(me) 功能或什麽(me) 價(jia) 格的車型,以及感知預留成本來選擇。這是一個(ge) 綜合決(jue) 策的結果。”他說。


其次,固態激光雷達的技術組合非常多,比如被視為(wei) 機械式向純固態進軍(jun) 必經之路的MEMS激光雷達,它采用固定發射單元和微振鏡,畢竟有運動部件,所以是半固態。而Flash激光雷達是真正意義(yi) 上的純固態激光雷達,所以被Ibeo、Ouster、大陸集團等采用;半固態激光雷達陣營廠商速騰、禾賽等也在加大Flash的研究和投入。隨著技術的成熟,純固態在規模化、成本、可靠性上都有明顯優(you) 勢,將成為(wei) 激光雷達遠期最主流的技術形態。


第三是成本,Flash激光雷達跟傳(chuan) 統激光雷達比也有優(you) 勢。在結構上,Flash激光雷達內(nei) 部器件更標準化,包括發射、接收、驅動芯片和光學模組,大多采用半導體(ti) 工藝製造。規模化生產(chan) 的芯片價(jia) 格比較低,隨著芯片價(jia) 格下降,更適合在車上大規模部署,甚至可以下探到15萬(wan) 的車型,“甚至可以在一輛車上裝兩(liang) 顆、四顆甚至更多顆,”劇學銘博士說。


亮道智能產(chan) 品戰略總監王石峰表示:“純固態激光雷達也麵臨(lin) 一些技術挑戰,壁壘還是比較高的。”首先要有各種各樣場景足夠的數據積累,產(chan) 品定義(yi) 才有可能符合市場要求,這來自於(yu) 測試驗證和算法開發能力的長期積累;從(cong) 硬件看,補盲或Flash激光雷達涉及核心光學,像SPAD芯片及驅動或控製邏輯,也是主要難點。傳(chuan) 統SPAD和VCSEL半導體(ti) 廠商並不理解產(chan) 品的應用場景和控製邏輯,需要激光雷達廠商長期摸索來定義(yi) 一款符合最終功能需求的產(chan) 品。當然,因為(wei) Flash沒有任何運動部件,所以過車規相對容易。

純固態激光雷達結構


他認為(wei) ,跟MEMS激光雷達對比,如果是近距離補盲,Flash是一個(ge) 優(you) 解。MEMS做補盲需要足夠大的視場角,鏡麵設計必然更複雜,運動部件也會(hui) 帶來疲勞耐久度的挑戰,純固態沒有這些底層技術瓶頸。


在主機廠特別關(guan) 注的成本方麵,尤其是批量化生產(chan) ,Flash固態激光雷達結構非常趨近於(yu) 攝像頭,隻是多了一個(ge) 激光發射單元,所以有助於(yu) 在批量化生產(chan) 過程中降低成本。另外,SPAD芯片也是采用和攝像頭相同的CMOS工藝,Flash固態激光雷達也會(hui) 遵循攝像頭的發展路徑,性能不像傳(chuan) 統MEMS或機械的線性逐步提升,而是基於(yu) 底層半導體(ti) 性能的成倍或指數級提升。


激光雷達是一個(ge) 係統工程,軟硬件雙管齊下,才能發揮真正作用。亮道團隊最擅長的就是感知算法開發。依托多年激光雷達測試驗證經驗,亮道智能自研滿足功能安全的激光雷達感知算法,可以高效處理激光雷達點雲(yun) 數據,高精度識別汽車、卡車、貨車、自行車和行人等不同類別交通參與(yu) 者,探測車道線、路牌標識、隧道、高速出入口等靜態目標物,提高激光雷達係統感知的可靠性、檢測率和準確度。

亮道智能感知算法可橫向兼容多種主流激光雷達硬件產(chan) 品技術,適配不同主機廠差異化開發需求,實現基於(yu) 主流算力平台的算法集成,提供軟硬一體(ti) 化的激光雷達係統量產(chan) 解決(jue) 方案。


終局量產(chan) 交付


事實上,大家關(guan) 注產(chan) 品發布,更關(guan) 注上車量產(chan) 。對激光雷達來說,發布隻是一次正式對外亮相,能否量產(chan) 才是真正較量。亮道智能自始至終關(guan) 注量產(chan) 交付的最終實現。


目前,亮道智能自有杭州智能工廠已在積極部署中,全自動化智能產(chan) 線正在緊鑼密鼓地建設,首期產(chan) 線設計產(chan) 能50萬(wan) 台/年,全自動化產(chan) 線計劃在2023年第一季度進入投產(chan) 驗證。


劇學銘博士認為(wei) ,激光雷達的大規模產(chan) 業(ye) 化已進入車載量產(chan) 階段,一些國內(nei) 車型已經前裝激光雷達,“更大規模上量應該在2024年往後,通過感知功能的開發迭代和積累,更好的功能實現將出現在2025年。”他說。


對於(yu) 行業(ye) 終局他這樣判斷:“激光雷達未來上車的趨勢是主邏輯,不會(hui) 發生改變。我們(men) 將基於(yu) 未來的功能開發相應的產(chan) 品,滿足高可靠性、高性價(jia) 比要求。”


他認為(wei) ,未來激光雷達的標準化程度會(hui) 逐步提升,不是說某個(ge) 技術路線一家獨大,有可能會(hui) 存在2到3個(ge) 主流技術路線,針對某一個(ge) 方向實現相應的標準化,比如Flash會(hui) 向類似攝像頭的方向發展,由核心模組廠商提供更高的價(jia) 值。


劇學銘博士最後強調:“亮道在德國和中國都在‘堅持做有價(jia) 值的事情,直至成功’。我們(men) 會(hui) 做調整,會(hui) 做改變,但是我們(men) 的初心一直是堅持做有價(jia) 值的事情,直至成功。”

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