Velodyne成為自動駕駛汽車激光雷達的黃金標準

*Velodyne亞太區總監翁煒

如今，Velodyne已經成為自動駕駛汽車激光雷達的黃金標準，幾乎所有主要的自動駕駛汽車生產商都開始使用Velodyne的激光雷達。雖然攝像頭和雷達可以在未來的系統中發揮作用，但大多數人都認為激光雷達仍將是自動駕駛汽車的關鍵部分?！皼]有安裝激光雷達的自動駕駛汽車，安全性是無法保證的?！盫elodyne亞太區總監翁煒在9月7日的“光+”汽車電子應用高峰論壇上說道。

這就引發了一個價值數十億美元的問題：一家公司的領先優勢是否能在不斷增多的競爭對手面前依然保持領先地位?

翁煒表示，Velodyne之所以有現在的成績，得益于長時間在領域內沉淀的優勢，并且及時抓住了機會，產品占據整個市場的80%。激光雷達集中爆發的時間為2021年甚至更晚，2021年-2025年主要還是以機械旋轉式多線激光雷達為主，量產產品的首個應用將是自動駕駛出租車。

車規級激光雷達的量產規劃

Velodyne在激光雷達界的地位，正如其官方所言，凡涉及自動駕駛研發投入的主機廠、地圖廠商以及自動駕駛運營項目幾乎都是Velodyne激光雷達產品的客戶。

據新智駕了解，2015年，Velodyne激光雷達的出貨量達到3000個，2016年，Velodyne激光雷達的出貨量則激增至2萬個。

不過，翁煒表示，現在真正用于自動駕駛車輛的激光雷達采購訂單并非主力，圍繞自動駕駛形成的圖商、機器人以及安保產業鏈才是Velodyne的主要訂單來源，到2019年初，來自自動駕駛車輛的訂單將會迅速增多，在未來2021年到2025年，訂單的來源主要是自動駕駛出租車。

翁煒援引華爾街數據報告顯示，2017年全年的出行里程約為10.8萬億英里，按照每英里一美元計算，預計2017年有11萬億美元的汽車市場。此外，和Velodyne合作的幾十家企業，無論是傳統車企，還是科技公司，項目大都集中在自動駕駛共享出行領域。因此，自動駕駛出租車基本涵蓋了2021年到2025年的訂單來源。

在演講過程中，翁煒主要介紹了Velodyne三款主力產品，VLP-32C 、VLS-128和Velarray。

1、VLP-32C

Velodyne 32 線激光雷達已經歷 A、C 兩輪迭代，去年6月份第三代的 VLP-32C 開始在 Velodyne 圣何塞新工廠“Megafactory”進行正式量產，配合純機械全自動化生產線，Velodyne 在今年預計實現百萬級的產能，主要采購方都是整車 OEM 企業及智能駕駛初創公司。

盡管激光雷達的車規標準還沒明確有出臺，但企業卻需要一款現階段可用的車規級產品用來測試自動駕駛技術，VLP-32C 便應運而生。這款 32 線 激光雷達 在成本上較老款產品大幅降低，測試距離可達到200米，水平視角360 °，垂直可視角40 °，最小分辨率0.333 °，出點速度為 600000 點/每秒。

VLP-32C 的優勢在于利用矩陣式掃描替換了之前的等距掃描線束，提升了掃描密度。隨著量產化的普及，Veldoyne 預計未來價格將控制在500 至 1000 美金之間。

2、VLS-128

2017年11月7日，Velodyne 實驗室正式宣布推出 128 線激光雷達VLS-128，這款高性能激光雷達可以看作是HDL-64 的替代產品，點云數據量是64線的四倍，更加適用于全自動駕駛車輛。

VLS-128線激光雷達掃描的真實度和精度比64線更高，探測距離為200米，未來探測距離將達到300米，水平測角360°，垂直測角40°。工作溫度為 -40℃到 85℃(ASIC)。VLS-128 的激光線束是非線性、不均勻分布，局部垂直角分辨率達到了0.17°。

按照 Velodyne 的產品路線圖，VLS-128在2018 年第四季度才能實現車規級，預計將于2021年第三季度推向市場。未來Velodyne可以根據汽車廠商的需求開發32線、64線、128線不等的芯片級激光雷達。

3、Velarray

今年7月份，Velodyne在新智駕的閉門會議上首次展示了一款可供定制的非旋轉式固態激光雷達 Velarray，水平視角 60°～120°，尺寸類似一個iphone 6。這款產品線數上限為 32，同時會往下推出 16 線和 8 線版。

確認進入車規量產的Velarray主要用于ADAS和L3級自動駕駛，并且針對沒有將自動駕駛以及共享出行作為目前主要商業模式的公司，例如整車廠。

Velarray是一款在物體反射率10%條件下探測距離可達到200米，視場角120°(水平)X35°(垂直)，角分辨率0.1°-0.2°的固態激光雷達。

翁煒稱，Velarray的主要屬性為長探測距離和高分辨率，體積小巧、可以嵌入車身內，預計2019年上半年，Velarray交予主機廠測試、進行自動駕駛功能的相關開發，2019年下半年，推出車規級的Velarray。

車規級激光雷達的量產進度

激光雷達包括發射部分(光學鏡頭)和接收部分，激光發射鏡頭部分采用準直透鏡和衍射透鏡結合的方式，反射式和透射式準直鏡被用在光束傳遞系統中，以維持激光諧振腔和聚焦光學元件之間的光束的準直性，接收部分主要是接收鏡頭和光電二極管陣列。

具體來看，激光發射陣列發射多組激光，PIN型光電二極管接收激光反射回來的光波，類似于CCD或CMOS圖像傳感器的原理，最終得到一張3D圖像。

不同于手機和電腦，汽車若出現零部件問題很可能會引起致命事故，危及用戶安全。因此，汽車行業嚴格要求零部件和生產過程達到車規級。激光雷達在感知環境方面有精確度高、測距測速能力強、適合極端光線條件的特點，對實現自動駕駛至關重要。但是，為了保障消費者安全，汽車廠商對量產車上的激光雷達的可靠性期望非常高，必須嚴格要求達到車規級。

激光雷達經過FPGA平臺，可以達到車規級的標準。但是由于激光雷達的部件太多，采取此方式達到車規級的標準，困難重重。

相比于FPGA，ASIC是公認的實現車規級的捷徑，結合ASIC的優勢，長遠看激光雷達的車規級會以ASIC為解決方案，主要有以下幾個原因：

由于處理的傳感器信息需要大量冗余，自動駕駛對終端運算能力要求極高，并且車速越快，對算力要求越高;

若能耗低，會造成降低車輛續航，影響駕駛體驗，高能耗同時帶來的熱量會降低系統的穩定性，因此對能耗要求高。

翁煒表示，Velodyne為了達到車規級的標準，截至目前已經進行了40個月的ASIC開發。具體規劃，今年9月份完成第3代產品設計，2019年上半年完成附加功能的設計，最后完成車規級產品。

生產方面，從今年6月份開始，Velodyne位于加州圣何塞的新工廠會逐步把所有的流水線換成機器生產，預計2020年實現無人的全自動化生產。

最后，翁煒表示， Velodyne 的主要收入來源還是傳統地圖、無人機、安保、機器人等行業，自動駕駛還沒有給公司帶來可觀的收益。這個新興產業還處于發展階段，相關法規和配套設施等客觀條件尚不健全，距離真正的商業運用還有很長的距離，但是技術產品創新道路會依然走下去，因為只有搶占了制高點才能為以后的市場普及鋪路。

本文來源：騰訊網新智駕 利榮