自動(dòng)駕駛汽車(chē)的“眼睛” 國產(chǎn)激光雷達幾乎無(wú)話(huà)語(yǔ)權

　　人靠眼睛看路，無(wú)人車(chē)也是。激光雷達就是無(wú)人車(chē)的“眼睛”。

　　伴隨自動(dòng)駕駛的落地，原來(lái)主要用于三維掃描的激光雷達，成為自動(dòng)駕駛汽車(chē)的必備，甚至決定著(zhù)自動(dòng)駕駛行業(yè)的進(jìn)化水平。但在這個(gè)切中行業(yè)要害的領(lǐng)域，國貨幾乎沒(méi)有話(huà)語(yǔ)權。

　　激光雷達不可取代

　　激光雷達是個(gè)傳感器，自帶光源，主動(dòng)發(fā)出激光，感知周?chē)h(huán)境，像蝙蝠通過(guò)超聲波定位一樣。

　　按照自動(dòng)駕駛L1—L5的等級劃分，L3及以下屬輔助駕駛或低級別自動(dòng)駕駛，L4、L5才算得上高級別自動(dòng)駕駛甚至無(wú)人駕駛。目前的自動(dòng)駕駛都處于L3以下階段，毫米波雷達甚至攝像頭都能夠滿(mǎn)足汽車(chē)的視覺(jué)需求，特斯拉就應用了前者。但要想發(fā)展到高級別自動(dòng)駕駛階段，受測距、分辨率、精度、信息全面性的影響，激光雷達不可替代。

　　激光雷達可以精準測距：通過(guò)獲取激光打在物體上并返回接收器的時(shí)間，乘以光速即可獲得。由于打出的每一束光都帶有相對位置信息，激光雷達可以利用算法實(shí)時(shí)生成汽車(chē)周?chē)h(huán)境的高清數字地圖，進(jìn)行目標跟蹤和識別。國內主流激光雷達企業(yè)北科天繪總經(jīng)理張智武向科技日報記者介紹，激光雷達的掃描精度高、沒(méi)有畸變，毫米波雷達只知道前方有障礙物，并不能準確描述大小和形狀。

　　激光數據是矢量數據，計算機可以分類(lèi)、提取、處理，自動(dòng)辨別車(chē)道線(xiàn)、擋車(chē)柱、交通標識牌、樹(shù)木等，這也是其他傳感器做不到的。

　　激光雷達常以線(xiàn)數區分，并通常設計為2的指數級，如4線(xiàn)、8線(xiàn)、16線(xiàn)、32線(xiàn)、64線(xiàn)及問(wèn)世不久的128線(xiàn)頂級測試產(chǎn)品。線(xiàn)數是指激光發(fā)射光源數，16線(xiàn)產(chǎn)品有16個(gè)光源，以此類(lèi)推。目前能上路的自動(dòng)駕駛汽車(chē)中，凡涉及激光雷達者，使用的幾乎都是美國Velodyne的產(chǎn)品。這家公司成立于1983年，位于硅谷，其激光雷達產(chǎn)品是行業(yè)標配，占八成以上市場(chǎng)份額。

　　“芯片化”才能瘦身降價(jià)

　　線(xiàn)數決定激光雷達的分辨率。激光雷達以旋轉掃描的方式工作，一個(gè)光源掃一圈，得到一條360度的水平環(huán)形視線(xiàn)，這也是為什么無(wú)人車(chē)頂的“大花盆”都要不停旋轉。光源越多，視線(xiàn)越密集，實(shí)時(shí)地圖的分辨率越高。張智武以素描類(lèi)比：素描由線(xiàn)條構成，線(xiàn)條越密，畫(huà)越清晰。

　　最早的國產(chǎn)16線(xiàn)產(chǎn)品于2016年推出，目前最高40線(xiàn)。

　　制造多線(xiàn)數激光雷達，國內廠(chǎng)商普遍面臨工藝繁瑣的問(wèn)題。以傳統方式增加激光雷達線(xiàn)數就像拼接越來(lái)越寬的暖氣片，造成產(chǎn)品體積成倍放大，同時(shí)極大增加量產(chǎn)難度。據激光雷達企業(yè)飲冰科技CEO金元浩介紹：“現有工藝條件下，提高線(xiàn)數需要增加印制電路板的數量，激光雷達的體積也會(huì )隨之大幅增加。尺度和集成度必須兼顧?！?/p>

　　國外廠(chǎng)商之所以能做出64甚至128線(xiàn)的激光雷達，內部元件的芯片化起到?jīng)Q定作用：縮減激光雷達的體積、減少散熱、有助于量產(chǎn)。

　　這需要容量大、傳輸速度快、信息處理高效的專(zhuān)用芯片。目前國內激光雷達企業(yè)一般購買(mǎi)德國osram發(fā)射器。對此，國內智能汽車(chē)研究專(zhuān)家黃武陵強調“核心芯片，尤其是發(fā)射器和探測器，國產(chǎn)化程度、抗干擾等方面需要提高”。

　　不同于手機芯片，接收芯片不追求單位面積晶體管數量最多，但對分辨率有更高要求。原來(lái)需求少，一年幾萬(wàn)片，這兩年風(fēng)口突然轉向高分辨率的高質(zhì)量傳感器，接收芯片生產(chǎn)工藝不成熟，技術(shù)能力不足?！凹す庑盘柕慕邮諏啥纫蠛芨?，原來(lái)做1×1的單點(diǎn)傳感器，現在汽車(chē)對分辨率要求高，要1064×768?！苯鹪普f(shuō)。按自主工藝生產(chǎn)這個(gè)分辨率的產(chǎn)品，與半塊汽車(chē)前擋風(fēng)玻璃大小相當，用起來(lái)不現實(shí)。因此，國貨正在從分辨率沒(méi)那么高的芯片起步追趕。

　　自主研發(fā) 備戰量產(chǎn)市場(chǎng)

　　國內有研究所、激光雷達廠(chǎng)商正在自主研發(fā)發(fā)射芯片和接收芯片，但都處在初級階段，產(chǎn)品尚未定型?！败?chē)載激光雷達是小眾行業(yè)，近幾年隨著(zhù)國內L2級自動(dòng)駕駛的發(fā)展才有市場(chǎng)，行業(yè)技術(shù)儲備不夠，人力投入不足?！苯鹪普f(shuō)。他所在的公司就在做16線(xiàn)激光雷達的發(fā)射芯片，但也是用低價(jià)產(chǎn)品搶占市場(chǎng)份額。

　　線(xiàn)數相同，不同產(chǎn)品的效果也不盡相同。據金元浩介紹，精度、穩定性、分辨率等參數與主流產(chǎn)品還有差異。尤其國產(chǎn)激光雷達的穩定性相對不足，汽車(chē)行業(yè)又對安全性要求極高，測試時(shí)間長(cháng)，本來(lái)不大的市場(chǎng)，更難覓國貨蹤跡。

　　激光雷達貴，一在必需，二在緊俏。這是一個(gè)完全意義上的賣(mài)方市場(chǎng)。Velodyne 16線(xiàn)產(chǎn)品年初價(jià)格減半后仍達4000美元，百度智能車(chē)搭載的64線(xiàn)產(chǎn)品(也是目前市場(chǎng)適用的最高級)約8萬(wàn)美元，比一般汽車(chē)都貴。價(jià)格是無(wú)人車(chē)量產(chǎn)和商業(yè)化的攔路虎。

　　正因如此，國產(chǎn)激光雷達才要攻關(guān)。據張智武介紹，北科天繪的16線(xiàn)產(chǎn)品去年賣(mài)價(jià)5萬(wàn)元人民幣，今年不到3萬(wàn)元，和Velodyne 16線(xiàn)的折扣相當，“一旦做出來(lái)，售價(jià)就腰斬”。議價(jià)空間之外，自動(dòng)駕駛一旦從測試走到量產(chǎn)，激光雷達市場(chǎng)巨大，國貨不能拱手讓人。

　　新的技術(shù)方案也在出現，“激光雷達正往固態(tài)化方向發(fā)展，國內廠(chǎng)商需要抓住新的方向，與國外同行同步發(fā)展?！秉S武陵說(shuō)。相對于傳統的360度機械旋轉激光雷達，固態(tài)激光雷達基于電子部件進(jìn)行數據讀寫(xiě)，去除了機械旋轉部件，是革命性技術(shù)。這條新賽道上，國內廠(chǎng)商可與國外同行站上同一起跑線(xiàn)。