車(chē)載激光雷達低成本方案將加速無(wú)人駕駛到來(lái)

　　Quanergy: 全固態(tài)激光雷達的開(kāi)拓者

　　在CES2016 上展出的一款重量級產(chǎn)品分別是來(lái)自Quanergy 的“固態(tài)”Solid State 激光雷達 S3和由福特汽車(chē)發(fā)布用于無(wú)人駕駛計劃的Velodyne Hybrid Solid State“混合固態(tài)”激光雷達VLP-16 PUCK。

　　“固態(tài)”概念可以稱(chēng)為基于電子部件，無(wú)機械旋轉部件的解決方案?；谥糜谲?chē)頂的360 度機械旋轉激光雷達實(shí)現。它的性能非常好，但是相應的也具有成本過(guò)高，體積大、外部可見(jiàn)等劣勢?！肮虘B(tài)”激光雷達產(chǎn)品則由于采用電子方案去除了機械旋轉部件，因此具有低成本(幾百美元級別)和體積小、可集成至傳統車(chē)輛外觀(guān)中的特點(diǎn)。行業(yè)對固態(tài)硬盤(pán)的出現仍處觀(guān)望態(tài)度。1)對成本是否能有如此大幅下降抱有疑問(wèn);2)激光特性在大霧等天氣仍然并不適用。

　　圖3 Quanergy 固態(tài)激光雷達

　　圖4 Velodyne 固態(tài)激光雷達

　　目前，Quanergy共推出了兩款3D激光雷達產(chǎn)品，一款是安裝在奔馳智能駕駛測試車(chē)上的The Mark VIII，另一款就是第一款專(zhuān)為智能駕駛汽車(chē)設計的全固態(tài)激光雷達S3。

　　S3全固態(tài)激光雷達基于相控陣技術(shù)代替了機械激光雷達的外部旋轉部件，大幅度縮小了產(chǎn)品體積，便于在汽車(chē)上安裝且不占據過(guò)多空間。同時(shí)，約250美元的價(jià)格也易于讓市場(chǎng)更接受。但是，由于其使用的有關(guān)電子部件不能像機械旋轉部件一樣360°旋轉，只能探測前方不超過(guò)180°的視角范圍，因此一輛智能汽車(chē)一般至少需要4至6個(gè)S3激光雷達。

　　實(shí)際上，該款全固態(tài)激光雷達對Quanergy公司來(lái)說(shuō)還是一個(gè)“早產(chǎn)兒”，其在測量精度、水平視野等參數特性上還有待進(jìn)一步提升。S3激光雷達是Quanergy公司與Delphi公司合作后所推出的中間產(chǎn)品，并非最終供貨產(chǎn)品。雖然該產(chǎn)品暫時(shí)只是作為研究成果存在，并未上市推廣，但其全固態(tài)技術(shù)突破對于車(chē)用激光雷達的發(fā)展卻有著(zhù)重大的意義。

　　5.2 國內企業(yè)加速追趕，目標產(chǎn)品逐步成型

　　國內與國外比起來(lái)，在多線(xiàn)激光雷達上有較大差距，但是應用于服務(wù)機器人、掃地機器人的激光雷達并沒(méi)有太大差別。國內的激光雷達產(chǎn)品多用于服務(wù)機器人、地形測繪、建筑測量等領(lǐng)域，尚未研制出可用于A(yíng)DAS及無(wú)人駕駛系統的3D激光雷達產(chǎn)品。不過(guò)，隨著(zhù)智能汽車(chē)的浪潮從國外涌向國內，以鐳神智能、思嵐、巨星等為代表的多家國內企業(yè)也開(kāi)始嘗試進(jìn)入車(chē)用激光雷達這個(gè)新興行業(yè)。

　　鐳神智能表示，對于用于汽車(chē)防撞單線(xiàn)雷達，會(huì )先將其原理系統做好，未來(lái)會(huì )繼續研發(fā)8線(xiàn)束、16線(xiàn)束及32線(xiàn)束激光雷達，并預計于年底研發(fā)出一款16線(xiàn)束激光雷達。

　　6 “降維+黑科技”，激光雷達方案成本或大幅下降

　　目前行業(yè)有三種方式來(lái)降低整個(gè)激光雷達的使用成本：1)降維：使用低線(xiàn)束低成本激光雷達配合其他傳感器提高整體系統的穩定性，降低激光雷達依賴(lài)和成本。2)黑科技： 新的激光技術(shù)“固態(tài)”激光雷達的價(jià)格大幅下降，有望成為顛覆行業(yè)的黑科技。3)規模效益：目前激光雷達的應用仍然較小，當無(wú)人駕駛汽車(chē)的產(chǎn)量大幅上升將帶來(lái)極大的規模效益。

　　圖5：激光雷達低成本化的主要路徑

　　Velodyne公司選擇了路徑1 ，將原先的64線(xiàn)束激光雷達降低為32線(xiàn)束，最初Ultra Puck的設計方案是16線(xiàn)束，但3D繪圖效果不盡如人意，因此最終使用了32線(xiàn)束。雖然Ultra Puck在測量精度與3D繪圖效果方面不如HDL-64E，但考慮到性?xún)r(jià)比因素，前者更適合應用于無(wú)人駕駛汽車(chē)。

　　而Quanergy公司采用了固態(tài)化的低成本方案。S3激光雷達就是其推出的第一款全固態(tài)激光雷達，盡管在水平視野等參數上還略有缺陷，但激光雷達固態(tài)化趨勢勢必推動(dòng)產(chǎn)品成本及價(jià)格大幅下降。