从128线激光雷达到自研芯片,这家国产激光雷达商如何完成逆袭

冷晓阳 编辑
2020-11-01 07:00 / 浏览

    在Pandar 40发布后的一年里,禾赛可以说既展示了自己的实力,又从很多OEM以及Tier 1中学到了大量经验,他们更了解自动驾驶公司对产品的需求,同时也对自家的产品有了更多的认知。因此以40线激光雷达为核心,他们陆续开发出多个系列。比如Pandar40的升级版,Pandar40P亦或是更注重性价比的Pandar40M。

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    你是不是有过这样的疑惑,激光雷达在测距的时候,会把一束光打到远处的物体上,迅速被反射回来,通过光传播的时间和速度就可以准确地算出汽车与障碍物之间的距离。那么如果有两台自动驾驶车一起行驶在马路上,不同激光雷达之间是否会发生干扰呢?答案当时是肯定的,而且这个问题确实是行业内一个很大的难题。我们知道恶劣的环境比如雾霾、大雪都会对激光雷达产生一定影响,但激光雷达可以依靠算法进行消除,而不同激光雷达的脉冲波很难被算法消除,它极易产生混淆,这就会让激光雷达产生噪点。这些噪点会直接影响自动驾驶系统对于障碍物的判断,那结果将是十分致命的。

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    禾赛科技的一个技术点就在于拥有抗干扰能力。具体来说,禾赛将自家的激光雷达的每束光都进行了加密,只有符合条件的光才能被系统接收,因此禾赛的激光雷达具有完全抗干扰的能力,这样激光雷达就完全不受其他激光雷达的干扰,点云也不会出现噪点,对于障碍物会有更准确的判断。

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    第二个优势在于测量的距离很远(Pandar40P测距可达200m)。激光雷达的探测距离是一个很重要的性能指标,也是很多厂商喜欢拿来对比的数据,而探测距离远的好处并不仅仅是我们理解的可以更早发现障碍物,还有一个被大家忽略的优点在于可以提高对近距离物体的感知能力。

    道路上的物体其实拥有不同的反光率,颜色其实也会对反射率产生一定影响。如果我们测远能力进行了提升,那么在近距离的探测中就可以得到更多的障碍物细节,这在激光雷达专业领域称其为“有效感知点”提升。更多的有效感知点带来的好处就是更好的准确性,同时鲁棒性也会相应提高。

    Pandar40M则是一个更经济性的选择,它的探测距离被限制在0.3m-120m,性能比Pandar40P也略逊一筹,不过价格要更美丽。

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    总的来说,这种雷达的主要特点就是在于汽车盲区探测,当然产品定位依然走高端路线,因此它的售价是4999美元。

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    当时德国“朋友”为了刁难中国厂商,给出了开发160线激光雷达的要求,如果能够开发,那么就可以竞标,本来德国人认为这是一个不可能完成的项目,但禾赛竟然用了3个月完成了开发,这件事情也让德国人大为吃惊,同时也对禾赛刮目相看。

    而禾赛因为开发160线激光雷达的经验,很轻松的开发出了这款128线的激光雷达产品。Pandar128从设计之初的目标就非常明确,瞄准车规和量产要求的旗舰激光雷达。

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    从禾赛激光雷达的发展很清晰地看出,禾赛在开发激光雷达之后,其实发展方向很明确,首先掌握核心技术和设计,其实主打高端市场。而它的发展也确实如同芝麻开花,这自然也引起了行业大佬的注意,在2019年Velodyne以侵犯专利为由将禾赛科技告上美国法院,而禾赛自然不甘示弱,在中国和德国将Velodyne同样告上法庭。整个过程并没有在外界引起太多影响,但内部的险恶自然可想而知,我也不愿意去猜测中间的故事,但最终结果是两家达成了和解,而Velodyne也在去年推出了中国市场,而在关键技术上,最终俩家也达成了全球专利交叉许可协议,这场闹剧最终也被人们渐渐忘却……

○机械要被淘汰,固态才是未来?

    在自动驾驶领域,我们经常会听到这样的声音,固态雷达是未来,机械雷达马上被取代。但真实情况是,我们体验的每个Robotaxi车队都是采用机械式激光雷达的方案,而固态雷达的身影却没有出现。

    实际上,何谓固态雷达这问题在业内早有争议。一般来说,目前业内会把非完全旋转的激光雷达成为固态雷达,但是也有专家认为(比如禾赛的工程师们)这种命名方式并不够准确,其实目前的固态雷达内部也有微小的移动部件,比如MEMS固态雷达,它内部有扫描镜等机械设备,因此不能算严格的固态。

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    那么固态激光雷达有什么优势呢?首先就是车规级,说白了就是可靠性强。但是这确实有待考究,我们经常说固态雷达没有旋转部件容易做车规,但其实目前奥迪A8上的法雷奥的激光雷达是一款MEMS激光雷达,它内部也拥有旋转部件,但也并未妨碍这款雷达的车规级应用。所以在我看来对于机械式激光雷达,它的外形才是不容易车规级的关键因素。

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    其次是分辨率高,这是固态激光雷达在技术层面上最大优势。相比于机械雷达固定的垂直角分辨率(Velodyne 128线雷达是0.11°),固态雷达由于采用了连续扫描的方式,其垂直和水平角分辨率在低帧率(比如5Hz)下可以做到0.03°,生成“图像级”的效果,是机械雷达无法比拟的。(此处信息来自孙恺博士的研究)

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    最后就是成本问题。固态雷达的元器件要远少于机械激光雷达,因此成本确实会降低。

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    当然,既然是技术积累,那么必然有条理的研发思路,他们的思路就是研发、部署、推广并行。整个固态产品在2017年开始研发,主要重心在微振器件方面,同时进行研发了激光器。最终在2019年完成了三代的迭代。目前禾赛最新的固态激光雷达其探测距离高达300m,水平视场角能达到60°,垂直视场角可达20°,同时可以进行5°的上下调整,抗干扰能力也没有缺席。

○关于未来,禾赛野心勃勃

    从市场来看,禾赛已经在高端激光雷达市场站稳脚步,但显然他们并不满足。出货量更大的中、低线束市场将成为他们未来的新战场,而为此他们也祭出了自己的“大杀器”——自研芯片。

    芯片这个话题在今年可谓是汽车圈的热词。不管是供应商还是车企,但凡业务上和芯片沾边都自称芯片自研,但显然芯片并不是那么容易入场的,所以禾赛所谓的自研芯片是“真李逵”吗?

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    自研的激光雷达芯片可以带来低成本架构的产品,因此对于价格敏感的厂商会更感兴趣,同时可以应对未来的大规模量产。

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    而对于禾赛来说,自研芯片仅仅是开始,未来禾赛将会诞生更多的芯片方案,并将其应用在目前的产品线上,那么这将会推进禾赛的各类产品以更好的性能和性价比与我们见面,我们也相信这会持续降低激光雷达市场的价格,从而反向促进激光雷达市场的发展。

    点评:陌生人可能并不了解禾赛科技,它作为激光雷达市场里的一支不可忽视的力量,在世界自动驾驶领域都是十分著名的供应商,整个团队有丰富的激光传感器开发经验:设计四代苹果iPhone电子系统的电子工程师、卡尔蔡司负责镜头设计的光学工程师、斯坦福大学激光传感器研究科学家等等,如果你有机会前往他们在上海的总部,你一定也会被这种科技公司的风格所吸引,可以说每位员工都有独特的个人魅力。而他们的产品也确实和目前市场上的激光雷达有所区分,从设计到做工都显得更有质感,这可能也和创始人苹果的经历有一定关系。

    现在,禾赛正杀入中、低线激光雷达市场,而凭借自研芯片进一步降低了成本,这也将成为其市场竞争力的关键一环,未来禾赛能否成长为激光雷达市场中的“关键先生”,我们拭目以待吧。(图/文 汽车之家 冷晓阳)注:部分图片来自禾赛官方资料。

往期回顾:

先驱者(3)中国激光雷达企业逆袭记

先驱者(2)机器视觉领域的中国挑战者

先驱者(1) 一文了解世界自动驾驶格局

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