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纯固态+补盲,激光雷达“卷”向新赛道

网络2022-11-11 13:00:00  阅读量:5265   阅读量:13159   

类似于整个智能驾驶赛道,在激光雷达的核心技术领域,国内外呈现出“冰与火”的不同格局。

目前国内外头部激光雷达企业的不同生存状态就是最好的证明。

据国外媒体报道,美国激光雷达公司威力登和奥斯特正在寻求合并,以通过业务的深度协作找到更快的盈利路径。

我们知道,在过去很长一段时间里,威力登一直被视为激光雷达领域的绝对领导者,而奥斯特凭借其全固态数字激光雷达在全球多个应用市场获得了数百家客户。即便如此,两家公司也无法抵挡自动驾驶汽车大规模延迟部署带来的沉重打击,不得不选择化敌为友,群居。

相比之下,也被称为激光雷达“鼻祖”的Ibeo就没那么幸运了。由于无法获得进一步融资,该公司被曝于10月申请破产重组,为投资谈判争取时间。有意思的是,这家公司在激光雷达的技术路线上也一步到位选择了全固态激光雷达。然而,这种先发优势并没有给Ibeo带来预期的收获,反而让Ibeo早早陷入了生存困境。

纵观中国,得益于智能驾驶的快速发展,车载激光雷达已于2022年正式迎来量产。

据相关统计,去年我国乘用车市场安装标准激光雷达的数量不到1万部,今年已经达到数万部。按照目前的市场情况来看,这个数字还会继续增长,最终全年乘用车市场前端安装激光雷达的数量将超过10万台。2023年,乐观假设下,装配量有望进一步冲刺50万件。

随着量产规模的不断扩大,各大激光雷达厂商开始解锁激光雷达在车载端的新应用场景。

在过去的一周里,亮道智能、何塞科技、速腾聚创三家本土激光雷达厂商相继公布了纯固态盲填雷达领域的最新进展。从大家公布的时间线来看,2023年算是开始量产的关键一年。

这意味着继今年车载激光雷达大规模投放后,纯固态盲填雷达有望在2023年进入大规模应用元年。

车载激光雷达吹“致盲”风

11月8日,亮道智能宣布旗下盲填激光雷达LDSatellite的核心部件SPAD芯片顺利通过AEC-Q100认证,正式进入整车法规验证阶段。

光明之路智能是激光雷达厂商中较早发布的纯固态盲填雷达。早在今年5月,亮道智能就正式面向大众推出了盲填激光雷达LDSatellite,这意味着速腾聚创和何塞科技比发布时间晚了半年。

但正如亮道智能所说,对于Lidar来说,发布只是官方的外在表象,能否量产才是真正的较量。这个赛道最后比拼的不是发布时间,而是各个企业真正的产品实力和量产实力。

那么从产品力来看,目前这些公司的盲填雷达表现如何?以下是一些官方信息,供大家参考:

Bright intelligent LDSatellite:视场角为120× 75。得益于纯芯片设计,激光雷达的暴露窗口可以只有48mm×88mm,相当于普通信用卡的大小。

速腾聚创RS-LiDAR-E1:视场角120× 90,在垂直视场角90的基础上,保持向上8°左右的视场角;测距能力30米±10%,最远测距120米。据说可以完全检测6车道外的切线车,覆盖双向12车道的路口场景。

何塞科技FT120:视场角为100 x 75。在10%反射率的标准下,最远可达30m,最大可达100 m,产品最小外露窗口尺寸仅为70 mm x 50 mm。

可以看出,除了像目前已经在量产车上广泛使用的前向激光雷达一样追求超大的水平视场外,盲填雷达还要求超大的垂直视场——基本都在75°以上。

这是因为目前已经量产应用的前向激光雷达的垂直视场角普遍不高——何塞的AT128和速腾聚创的RS-LiDAR-M1分别只有25.4°和25°。这样一来,在检测时就会出现一定范围的近场盲区,无法应对一些特殊场景,比如汽车前方突然冒出来的宠物狗、猫等。

但如果在车侧增加一个垂直视场角不小于75°的侧向激光雷达,就可以用点云来补充前向激光雷达的近场盲区,从而实现对道路边缘、减速带等低物体以及相邻车道线的检测,这在当前行业重点关注的停车和城市场景中尤为重要。

值得注意的是,除了通过超大垂直视场角弥补前向主激光雷达的近场感知盲区外,基于侧向补盲雷达和前向激光雷达的结合,可以以有限的成本实现覆盖车身外围的完整3D环境感知方案。

速腾聚创表示,在目前主流的“视觉+前视激光雷达”感知方案的基础上,通过增加两个E1,可以形成“视觉+360°激光雷达”的感知方案,实现360°全覆盖、无盲点的感知效果。速腾主推的前向激光雷达RS-LiDAR-M1也拥有120°的超宽水平视场角。

何赛还表示,未来AT128+FT120的组合将能够为主机厂提供完整的3D环境感知方案,帮助车企更好地实现车端融合感知。

固态是这些盲填雷达的另一个主要特点。所谓纯固态,就是内部没有运动部件,激光的发射和接收完全由芯片完成,带来稳定性高、寿命长、成本低的优势。

例如,亮道智能基于Flash技术的纯固态侧面补盲激光雷达,据该公司CMO江南一介绍,零件数量仅为其他激光雷达的1/3左右,不仅成本更可控,更有利于房产线的全自动生产,生产成本仅为其他激光雷达的1/10。

此外,由于芯片的高集成度,与传统激光雷达相比,内部元件总数大大减少,有助于减小激光雷达的体积,更灵活地与整车集成。比如根据客户的车辆开发需求,嵌入前保险杠两侧、左右翼子板、车顶两侧、后保险杠等位置,兼顾功能实现和外观美观。

正因为如此,业界普遍认为机械激光雷达是过去,混合固体是现在,但未来属于纯固体。目前,这条新赛道正在逐步开通。

具有bright intelligence的LDSatellite之前已经进入客户样品交付阶段。随着客户拓展的推进,良道智能也在积极布局建设全自动化智能生产线,计划于2023年第一季度进入生产验证阶段。

速腾聚创的RS-LiDAR-E1计划2023年下半年SOP。目前,速腾聚创已步入车载激光雷达量产阶段,其第二代智能固态激光雷达RS-LiDAR-M1共获得50余台车型定点订单。

为了确保这些量产项目的稳定交付,速腾聚创正在打造深圳-东莞-广州的制造集群。作为该集群的一部分,速腾聚创还与李勋成立了合资公司Luxsense,负责激光雷达的生产。据悉,整个制造集群一期投资超过10亿元,总设计年产能100万台。该项目将陆续建设近两条自动化生产线,预计将实现每12秒一台激光雷达的生产速度。

据何塞科技CEO李一帆透露,何塞的FT120截至目前已获得多家主机厂超过百万台定点单位,预计2023年下半年量产交付。如果加上ADAS市场量产的明星产品AT128,目前黑塞已经拿下了百万的量产定点。

目前,何塞AT128已经稳定交付,近两个月的月交付量超过1万台。为了更好地满足市场需求,目前,沃赛正在快速推进麦斯威尔智能制造中心的建设。该工厂投资近2亿美元,年产能120万辆,预计2023年上半年全面投产。

盲人激光雷达能带来什么?

明显更高的感知安全性和可靠性。

在自动驾驶感知方案上,虽然业界一直存在“纯视觉还是多传感器融合”的技术路线之争,但在量产车市场,除了特斯拉,大家的步调其实是高度一致的,大多选择了“摄像头+毫米波雷达+前视激光雷达”的融合感知方案。

其实不难理解,自动驾驶汽车的本质还是一种交通工具,这就决定了人们对安全的追求是无止境的。目前主流的传感器,无论是毫米波雷达、视觉雷达还是激光雷达,都有各自的局限性。感知算法能力有限,只能“取长补短”。

不可否认,在绝大多数驾驶场景下,这种集成方案已经足够了。但是仔细研究,还是有很多不完善的地方。

一个不容忽视的事实是,出于成本考虑,目前大部分量产车在融合感知方案中采用一个主激光雷达进行前向感知。但由于垂直视场角相对较小,前向激光雷达在实际探测过程中会出现近场盲区,这意味着激光雷达在近场感知中无法与其他传感器形成冗余。

这个时候,如果摄像头感知再次失灵,就很容易出事。这就是为什么头痛的情况经常发生。尤其是停车场景,室内停车场大多灯光昏暗,摄像头的感知能力容易受到影响。毫米波雷达存在分辨率低、误检和漏检等缺点。

更何况基于视觉的感知系统开发,在感知训练的逻辑上也有自己的不足。众所周知,目前主流的视觉感知技术都是基于深度学习进行目标检测的。摄像头的识别能力有多强,取决于前期用于学习和训练的样本数据的大小和质量。所以一些不常见不规则的物体没有被识别出来是很正常的。

但在拥堵场景下,由于目前主流的前向激光雷达配置方案,其水平视场角一般在90° ~ 120°之间。前向激光雷达探测到拥堵车辆时,两车距离相当近,决策响应时间不足,容易发生碰撞。类似的场景还有很多。比如通过复杂路口时,因为有很多不同的交通参与者,对感知的要求大大提高。

看到这些场景的需求,近两年来,主流激光雷达厂商都在积极推动补盲激光雷达的研发,以加强对近距离感知盲区的探测。但是直到现在,投入使用的盲补激光雷达产品并不多,易景科技的ML-30s算一个。不过这是基于MEMS微振镜++1550nm光纤激光方案的激光雷达,不是纯固态方案。

该产品FOV高达140 * 70,覆盖距离大于20m10%。配合长距离前向MEMS激光雷达ML-Xs,还可以为车企提供基于激光雷达的全车区域感知识别和致盲。

此外,还有罗威科技的D系列。官方资料显示,定位也是大视场盲填激光雷达。该产品采用罗威科技开发的硅光相控阵和调频连续波相干检测(FMCW)技术。也是目前市面上为数不多的采用OPA技术路线的纯固态激光雷达,视场角120 x90。目前已经量产,主要用于商用车、末端物流无人车、环卫杀人机器人的全天候致盲和3D感知。

预计明年随着更多企业的补盲产品量产,赛道会真正开始热闹起来。

尤其是随着各种智能驾驶系统的应用场景逐渐从高速扩展到城市场景,应用场景的复杂程度大大提高,对盲补激光雷达的需求进一步增加。

Bright Smart认为,如果我们想进一步提高NGP的安全性和驾驶体验,横向致盲激光雷达是必不可少的。在L3自动驾驶中,如记忆泊车、高速TJP/HWP功能,涉及高精度地图和车道定位,侧盲补激光雷达将是必要的传感器。在L4受限场景自动驾驶领域,侧盲补激光雷达将是核心传感器。

但另一方面,出于性价比和“不叠加”的考虑,目前市场上有很多企业在努力用激光雷达实现NOA。轻舟智航认为,考虑到道路上潜在的交互场景主要出现在自动驾驶车辆前方和侧面,使用120°前向激光雷达足以应对大多数车辆需要关注的复杂场景。

即使在倒车场景中,前方有激光雷达,车辆也总能在狭窄的车库中看到行人和幽灵探测车。而且倒车一般是在低速道路或者停车场,自动驾驶车辆和其他交通参与者的车速都不高。其实基本的倒车场景功能不依赖激光雷达也能完成。

更何况,携带更多的激光雷达也意味着更高的成本。

李一帆早前承认,虽然纯固态盲填激光雷达的成本比半固态AT128便宜很多,但仍然比市面上广泛使用的相机贵,而且这种“劣势”会长期一直存在。

这意味着纯固态盲填雷达接下来的市场需求,取决于主机厂如何选择,是把成本控制放在首位,还是追求更高安全性的目标,给盲填雷达一个机会。

答案可能明年就知道了。

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