LeddarTech首席执行官Charles Boulanger认为:“OEM正急切地等待汽车级Lidar解决方案的可用性,需要最佳的性价比,以实现量产车辆的高水平自动化。我们的创新的传感器融合和感知技术,有助于实现更安全、更高效复的自动驾驶。”他还指出:“虽然机械式扫描Lidar在AD系统原型制作中被证明很流行,但它有几个缺点需要解决。”

他解释说,机械式扫描Lidar可以通过物理旋转激光/接收器组件,或使用旋转镜控制光束,在360度范围内收集数据。其强大的准直激光和高度聚焦的光学元件将返回信号集中在探测器上。虽然它们提供了环境的详细地图,但其高昂的价格(即数千到数万美元)、复杂性、可靠性问题和大尺寸使其成为汽车商业部署没有吸引力的选择。

他认为,固态设计、无需机械式扫描已被公认为提供大众市场汽车Lidar解决方案的最佳途径。没有移动机械零件的构造,在生产上更具成本效益,具有大批量生产和商业可行性。特别是闪光Lidar,可以提供完整、即时的场景照明。它使用比点云方法少得多的数据来获取对对象的增量洞察,从而实现高效处理。

LeddarTech的Lidar技术

除了成熟度和可用的软件外,汽车Lidar扫描平台的开发人员也可以进入相应的生态系统,包括生产Lidar扫描系统所需组件并通过认证的其他知名制造商,帮助Tier 1和系统集成商开发自己的Lidar扫描系统。这种双赢的合作关系利用各自的核心竞争力缩短了上市时间,降低了总体风险,最终使OEM受益。

新老玩家的PK

Livox(览沃):成立于2016年,是被公认的中国新玩家,它是由著名无人机OEM大疆建立的。公司策略是提供令人信服的价格,迫使行业整合。这是一个诱人的策略,因为现在有如此多的参与者和技术,且大多数产品都太贵了,而且只承诺未来降低成本。

2020年初,其为L3/L4自动驾驶设计的高性能Lidar Horizon(浩界)面世,它具备宽广水平视场、260米探测距离、高点云密度及便于嵌入车体的小巧体积,价格仅为同等性能Lidar的1%(6499元)。Horizon的视场接近于矩形,可实现360°全视场覆盖,更适合自动驾驶车辆使用。其技术和成本优势将帮助自动驾驶商业化量产落地。

传统机械式Lidar的扫描路径随时间重复,而浩界采用独特的非重复扫描方式,扫描路径不会重复。视场中被激光照射到的区域面积随时间增大,视场覆盖率随时间推移而显著提高。在积分时间为0．1s时,浩界的覆盖率即与传统64线Lidar相当;随着积分时间持续增加,浩界的覆盖率还将继续提升至近100%。这样就可以检测并使用视场内更多细节,清晰呈现每一个角落,有效避免漏检,让自动驾驶更安全可靠。

年中,面向高速自动驾驶车规级Lidar Tele-15(泰览)推出,是首款500米量程车载Lidar,价格8,999元。它采用以往只用于高端专业镜头的大口径双面非球面镜片,解决了长焦距光学设计中常见的光斑离焦问题,将产品的探测距离大幅提升至500米;即便面对反射率低至10%的物体,探测距离仍可达320米。它甚至还支持定制版固件,将可探测量程极限提升至1000米。

超长距离车规级Lidar

Livox市场战略总监李贺认为:“高精度、高稳定性、高性价比是乘用车智能驾驶的‘第三只眼睛’,Lidar必须帮助解决传统ADAS系统无法逾越的误报、误判及静态障碍物识别困难等功能缺陷。”

据介绍,2019年公司开始聚焦自动驾驶、机器人和智慧城市三大场景,已在智能驾驶方面与多个客户达成合作,预计2021年下半年可实现量产落地。凭借优越性能、价格及可量产性,Livox已快速赢得自动驾驶行业内多家头部厂商的认可。作为一家凭借独特旋镜式固态技术打入市场的Lidar厂商,Livox背靠大疆强大的研发、采购及生产实力,成功打破了传统机械式雷达高成本、低可靠性及不可量产等瓶颈。

·Ibeo:已有22年历史的德国公司,是世界上最早开始为汽车应用开发LiDAR传感器的公司之一,也是将LiDAR技术引入量产汽车的先驱。今年7月,Ibeo成为中国长城汽车全球首家固态Lidar供应商,其新研发的ibeoNEXT固态Lidar将应用于WEY品牌的SUV车型。

由于使用了半导体技术,LiDAR不再有运动部件。新的ibeoNEXT可以并行处理许多激光脉冲,创建一个环境3D模型,以识别护栏和车道标记、汽车、骑自行车的人及行人的位置和运动。

用于环境感知的ibeoNEXT融合系统由两个主要组件组成:LiDAR传感器和电子控制单元(ECU)。传感器采用11．2度或60度光学元件(目前正在开发32度和120度光学元件),根据应用不同,用户可以选择安装。ECU采用用于处理数据的专有Perception软件。通过可视化软件可以显示集成的点云、强度图像和3D对象跟踪。ibeoNEXT的独特功能是可以额外生成环境的强度图像,这使它可作为黑白摄像头使用。这便是“4D Lidar”的由来。

ibeoNEXT融合系统

Ibeo首席执行官Ulrich Lages博士认为:“从车规和成本角度看,多线数机械旋转式Lidar面临着挑战。虽然它的确可以获得更大的视场角,但收集的点云数据越多,对计算资源能力的要求也就越高,同时还要解决额外的供电和散热问题,所以存在应用瓶颈。”

他指出,汽车需要的高分辨率并不是全环境的高分辨率,要做的其实是发现哪些是真正影响行驶的路面目标。就像人开车时,聚焦区域也只有5°,Lidar不必达到全视野“清晰”,聚焦区域外的阴影变化就足以支持Lidar做出判断。用于自动驾驶的Lidar应该智能锁定那些会对车辆产生影响的目标物,并把足够多的分辨率分给这个目标物。

他还表示:“对于未来的自动驾驶Lidar,Ibeo会把更多精力放在下一代雷达技术的研发。在‘该关注什么’这件事情上实现足够智能。目前,满足未来L4、L5自动驾驶的传感器还没有出现,需要不断的技术迭代。”

2017年,Ibeo在中国的合作伙伴曾透露,Ibeo LUX四线系列一般在10万元级别,量产后主机厂拿到的价格应该在人民币3000元以下。看来量产的确是降低成本的关键!

未来,还将是五花八门

文章又长了,只好收笔。预计未来十年,3D Lidar在汽车市场的应用将会加速。而未来一段时间,汽车Lidar市场仍然将是五花八门、精彩纷呈。

君不见,法国Tier 1 Valeo还在生产机械旋转式Lidar,已在奥迪A8量产车中使用;华为低至数百美元的小体积量产Lidar已在蔚来ES8上进行测试;

ESPROS Photonics的OHC15L?在使用高性能CCD改善距离与噪声的权衡,实现前所未有的Lidar灵敏度;禾赛科技发布了128线新一代全距离超高可靠性Lidar Pandar128;Xenomatix在尝试将固态闪光Lidar与无视差2D单色摄像头结合使用……

未来,让我们一起见证各种Lidar技术的兴衰!