激光雷達在自動駕駛技術中的發展情況分析

激光雷達是自動駕駛相關技術中最受爭議的話題之一。我們已知道特斯拉一直對此不以為然，馬斯克甚至將激光雷達路線稱為“fool’s errand”，并說任何依靠激光雷達的方案都會“doomed”。

特斯拉可能是個例外，因為大多數OEM和Tier 1開發的自動駕駛系統都在使用激光雷達。攝像頭或圖像傳感器可以使用圖像處理技術識別顏色和道路標識，但在極端天氣條件（例如大雨、雪和霧）、夜間或照明不足的場景中，攝像頭的能力會受到很大影響。另外，攝像頭需要更多的計算能力，這也是很大的挑戰，因為其它部分也是需要相應算力的；雷達可以在所有環境條件下運行，并可以區分靜止或運動的物體；激光雷達不僅可以測距，還可以準確分辨出物體的大小，可以使圖像分析更加簡單快捷。但激光雷達無法檢測到交通信號燈的顏色，無法解釋文字或路標。

目前大部分開發高級自動駕駛解決方案的公司都采用激光雷達作為關鍵傳感器之一。就自動駕駛的不同級別而言，大多L2車輛（例如交通擁堵輔助和自動泊車輔助）都有望配備激光雷達，而從現實來看激光雷達對于L3-L5又是必不可少的。

因此，多家公司進入了激光雷達市場，且增長迅速。目前，大約有40-50個主要玩家在開發激光雷達系統。激光雷達的熱度還可以通過資本市場的反應看得出來，多家初創公司已實現了多輪融資。上個月，現代摩比斯宣布對Velodyne投資5,000萬美元。今年6月，Innoviz在C輪中融到了1億美元，到目前為止共計2.52億美元。同月，Ouster從投資者那里籌集了6,000萬美元。

ADAS與激光雷達

激光雷達還可能成為ADAS領域中的高級傳感器。目前OEM和Tier 1們的主流方案主要還是采用攝像頭與雷達。但ADAS功能中的像AEB、BSD、交叉路口/前向/后向碰撞檢測、移動物體檢測、LCA、LKA、轉向避讓、自動/半自動泊車、ACC、智能大燈輔助和TJP等等多種功能都可以通過激光雷達而得到性能上的增強。

Yole的報告中也表示，未來ADAS和自動駕駛可能都會成為激光雷達的重要增長動力。

激光雷達采購策略

目前各公司都在采用不同的激光雷達采購策略。一些robotaxi公司或Tier 1甚至在內部開發激光雷達，而另一些正在成為系統集成商。Waymo最初使用的是Velodyne的激光雷達，但從2011年開始內部開發，已開發了三種產品：近距、中距和遠距激光雷達。大約三年前，Waymo的的CEO John Krafcik說，他們已經把激光雷達的成本降低了90％。目前他們正在自己的車隊中使用自研的激光雷達。今年3月，Waymo開始向機器人、安防和農業技術領域的公司們出售激光雷達。

一些公司則是收購了激光雷達初創公司。2017年10月，通用Cruise收購了加州的固態激光雷達技術初創公司Strobe。當時，Cruise宣稱Strobe的芯片級激光雷達技術不僅會顯著增強AV的功能，且會將整個傳感器集成為一個芯片，可以將激光雷達的成本降低99％；

大約在同一時間，福特的Argo AI收購了Princeton Lightwave。Princeton基于Geiger模式雪崩光電二極管（APD）的激光雷達可達到250米的探測距離。福特和Argo AI計劃使用Princeton的激光雷達技術來增強其AV在充滿挑戰的城市環境中的感知能力。福特還是Velodyne的投資者之一。2016年，福特與百度一起向Velodyne投資了1.5億美元。目前福特一直在自己的自動駕駛測試車隊中使用著Velodyne的激光雷達。

另有一些公司向激光雷達初創公司進行了投資。2018年6月，沃爾沃的企業風投部門（CVC）投資了Luminar。這項戰略投資加強了兩家公司之間正在進行的合作，其中包括在沃爾沃的AV上測試Luminar的激光雷達。

豐田和寶馬的風投機構豐田AI Ventures和寶馬iVentures分別加入了Blackmore的B輪融資，該公司于今年5月又被Aurora Innovation收購。Aurora計劃將Blackmore的激光雷達集成到其自動駕駛系統中。而Aurora又在自動駕駛領域與現代和大眾有合作。

2017年8月，麥格納投資了專注于固態激光雷達的Innoviz。麥格納與Innoviz合作，將其固態激光雷達集成到其MAX4自動駕駛平臺中，該平臺主要針對實現L2-L4。麥格納是寶馬、英特爾/Mobileye聯盟的成員，該聯盟主要在開發該L3-L5系統。2018年4月，麥格納和Innoviz獲得了寶馬的訂單，將為寶馬全新的iNEXT電動SUV提供激光雷達，計劃于2021年投入量產。屆時iNXET將具有L3自動駕駛功能。

成本仍然是主要挑戰

激光雷達是自動駕駛系統中最昂貴的傳感器。Google的無人駕駛測試車輛最初使用了Velodyne的激光雷達。據報道，每臺激光雷達價格高達75,000美元。之后Waymo便自行開發激光雷達，將成本降低了90％。

除非激光雷達的成本可以大幅降低，自動駕駛在私家車領域商業化才可行。為此許多初創公司已經聲稱可以提供成本更低的激光雷達。兩年前，Quanergy開始將其固態3D激光雷達S3投入商業生產。該公司聲稱，S3的批量采購單價僅為250美元。Quanergy設定了一個雄心勃勃的目標，計劃將單價進一步降到100美元。

Velodyne也在努力進行降本。2018年1月，該公司將VLP-16 Puck的價格降到了4,000美元，相比之前降低了50%。Velodyne并未對外公產品價格，但該公司表示，總的來說價格取決于傳感器的規格、功能及訂單的性質，例如交付的數量和緊急程度。

前不久，Velodyne推出了用于自動駕駛應用的Alpha Prime。該產品使用Velodyne的專有環視技術來實現他們稱之為一種傳感器最高的綜合性能。Alpha Prime可提供360°水平FOV、40°垂直FoV，并有著出色的探距能力。

另外Velodyne的固態激光雷達Velarray，水平FoV為120°、垂直FoV為35°，探測距離可達200米。Velodyne將在CES 2020上宣布一種新的激光雷達解決方案，該公司表示，該解決方案將為行業帶來更高的成本效益水平。

后記

很顯然，除少數例外，大多數AV公司都在使用激光雷達。目前似乎是車載激光雷達的關鍵時期，且尚不確定哪種技術路線會獲勝。目前也有公司提出一些新的解決方案，所有現有解決方案都聲稱擁有內部專有IP來克服相應的缺點。激光雷達2025年以后的前景仍然不明朗。

汽車產業也已經意識到距離AV商業落地還需要很多年。迄今為止，雖然激光雷達已被多數AV測試車輛廣泛采用，人們也越來越傾向將激光雷達用于ADAS應用。但ADAS中激光雷達的使用又在很大程度上取決于成本。

一些激光雷達公司聲稱，根據應用和所需性能的不同，可以提供價格低于1,000美元的激光雷達。但對于類似BSD等應用的短距激光雷達，要想具有競爭力，成本必須在150-250美元之間。對于可用于前/后視應用的遠距激光雷達，相應ADAS系統的價格大約為300美元，而robotaxi時的價格大約為800美元。