熱錢(qián)還在不斷涌入自動(dòng)駕駛行業(yè)，一場(chǎng)合縱連橫后的大戰(zhàn)爆發(fā)在即。無(wú)論是通用-本田-Cruise、豐田-Uber，還是大眾-福特-Argo、現(xiàn)代起亞-亞馬遜-Aurora、Waymo-雷諾日產(chǎn)聯(lián)盟或是百度，都有希望在這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中稱(chēng)王。而激光雷達(dá)公司，將有望成為這些巨頭們背后最大的「兵工廠(chǎng)」。

尋找激光雷達(dá)行業(yè)應(yīng)用的「金礦」

自 2007 年以來(lái)，Velodyne 開(kāi)始為全球大大小小的自動(dòng)駕駛項(xiàng)目提供激光雷達(dá)。

截止今年 3 月的數(shù)據(jù)，Velodyne 激光雷達(dá)銷(xiāo)量已經(jīng)突破 3 萬(wàn)臺(tái)，銷(xiāo)售額達(dá)到 5 億美元（約合 34.5 億人民幣），這個(gè)銷(xiāo)量，在全球范圍內(nèi)超過(guò)所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的出貨量總和，覆蓋的應(yīng)用范圍主要包括自動(dòng)駕駛、測(cè)繪、工業(yè)港口、物流和安防等領(lǐng)域。

然而，這還不是激光雷達(dá)最大的金礦。

今年 6 月，法雷奧對(duì)外透露：已經(jīng)從四家全球主流車(chē)企獲得總價(jià)值約為 5 億歐元（約合 38.7 億元人民幣）的訂單。這些訂單的生命周期預(yù)計(jì)將延續(xù)至 2024 年到 2025 年，并最終可能帶來(lái)總值 10 到 15 億歐元的長(zhǎng)期業(yè)務(wù)（即可追加的訂單）。

目前，法雷奧的 4 線(xiàn)產(chǎn)品 ScaLa（第一代）是達(dá)到車(chē)規(guī)級(jí)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的激光雷達(dá)，且已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并于 2017 年開(kāi)始裝配到擁有 L3 級(jí)自動(dòng)駕駛功能的 A8 車(chē)型上。

現(xiàn)在來(lái)看，激光雷達(dá)最終被安裝到兩類(lèi)汽車(chē)上：

一類(lèi)是進(jìn)行自動(dòng)駕駛測(cè)試的無(wú)人車(chē)，這個(gè)市場(chǎng)對(duì)激光雷達(dá)的線(xiàn)數(shù)要求高，愿意開(kāi)出更高的價(jià)格，但是訂單規(guī)模??；

一類(lèi)是汽車(chē)廠(chǎng)商推出的具有輔助駕駛、自動(dòng)駕駛功能的量產(chǎn)車(chē)，因?yàn)槊嫦蛳M(fèi)者，所以訂單量大。但這類(lèi)車(chē)對(duì)激光雷達(dá)的體積、大小和可靠性期望非常高，往往會(huì)要求激光雷達(dá)獲得各種認(rèn)證。

對(duì)于第二類(lèi)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，為了保證系統(tǒng)擁有更多安全冗余，汽車(chē)廠(chǎng)商更有愿意在激光雷達(dá)驅(qū)動(dòng)的 ADAS 系統(tǒng)上買(mǎi)單。多數(shù)主流車(chē)企表示，在 2025-2030 年間，他們能夠承受的激光雷達(dá)價(jià)格在 1000 美金之內(nèi)。全球范圍內(nèi)的激光雷達(dá)公司，正在朝這一目標(biāo)推進(jìn)。

一個(gè)趨勢(shì)是，不少激光雷達(dá)公司在為自動(dòng)駕駛公司提供解決方案的同時(shí)，也開(kāi)始部署更多 ADAS 功能，試圖成為 L2/L3 級(jí)自動(dòng)駕駛方案中的補(bǔ)償選項(xiàng)。

以攝像頭為核心的 ADAS 系統(tǒng)，依然有局限

一直以來(lái)，特斯拉 CEO Elon Musk 都將激光雷達(dá)當(dāng)成「異端」。他甚至直言：激光雷達(dá)對(duì)自動(dòng)駕駛而言是徒勞無(wú)益的；激光雷達(dá)是一種又貴又沒(méi)必要的產(chǎn)品。

果真如此嗎？

佐思產(chǎn)研研究總監(jiān)周彥武在一篇名為：《ADAS 漫談：為什么自動(dòng)駕駛必須用激光雷達(dá)》的文章中，解釋了以攝像頭為核心的 ADAS 和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)有諸多局限：

首先，視場(chǎng)角（Field of View，F(xiàn)OV） 角度過(guò)大導(dǎo)致車(chē)輛有非常明顯的盲區(qū)。

FOV 一般是越大越好，但要考慮到畸變的問(wèn)題。一般 CMOS 傳感器鏡頭 FOV 不超過(guò) 76 度。超過(guò) 76 度是廣角鏡頭，廣角鏡頭在近處有明顯失真；超過(guò) 120 度則是魚(yú)眼鏡頭，圖像邊緣有嚴(yán)重失真。

為了解決 FOV 的問(wèn)題，沃爾沃和特斯拉選擇了三目系統(tǒng)。沃爾沃的三目系統(tǒng)，F(xiàn)OV 視角分別是 140 度、45 度和 34 度。特斯拉 FOV 為 150 度、50 度和 25 度。但這個(gè)系統(tǒng)依然解決不了近距離盲區(qū)問(wèn)題。

其次，車(chē)輛在低速情況下，單目攝像頭系統(tǒng)對(duì)突然出現(xiàn)的靜止目標(biāo)或緩慢移動(dòng)目標(biāo)（一般是行人）基本無(wú)效。

Mobileye 明確指出 50 公里/時(shí)以上行人識(shí)別才工作。為何需要如此高的速度？

這是因?yàn)?，機(jī)器視覺(jué)主要針對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別，特別是汽車(chē)領(lǐng)域，優(yōu)先識(shí)別動(dòng)態(tài)目標(biāo)如車(chē)輛、行人、自行車(chē)、電動(dòng)車(chē)等。

了解上述背景后，我們才能理解激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中所扮演的角色，才會(huì)明白為什么汽車(chē)行業(yè)總強(qiáng)調(diào)：做到 99% 的識(shí)別率還不夠，我們需要達(dá)到 99.99999……% ——而激光雷達(dá)就是小數(shù)點(diǎn)后幾位的最強(qiáng)保障。在這種情況下，激光雷達(dá)的首要價(jià)值，便是作為攝像頭和毫米波雷達(dá)之外的安全冗余。

2017 年，奧迪推出號(hào)稱(chēng)全球首款 L3 級(jí)別自動(dòng)駕駛車(chē)型奧迪 A8，這款車(chē)型也讓行業(yè)關(guān)注到全球第一款為量產(chǎn)車(chē)準(zhǔn)備的激光雷達(dá)——法雷奧 ScaLa。

目前業(yè)內(nèi)主流的 ADAS 方案使用的是 Mobileye 提供的視覺(jué)芯片。雖然 Mobileye 對(duì)車(chē)道線(xiàn)及車(chē)輛尾部識(shí)別的準(zhǔn)確度較高，但對(duì)部分形狀奇特，具有本土特色的改裝車(chē)、三輪車(chē)等車(chē)型，系統(tǒng)仍舊無(wú)法進(jìn)行匹配識(shí)別。毫米波雷達(dá)分辨率不足、對(duì)非金屬類(lèi)物品存在一定漏檢幾率，無(wú)法保證車(chē)輛精準(zhǔn)判斷自身及周?chē)系K物的位置關(guān)系。

奧迪 A8 搭載的法雷奧 ScaLa 激光雷達(dá)則解決了上述問(wèn)題。這也在一定程度上可以解釋?zhuān)簽槭裁丛谌ツ?11 月，一向以視覺(jué)為主的 Mobileye 斥資千萬(wàn)美元收購(gòu)了一家激光雷達(dá)相關(guān)的公司 Eonite Perception。

這是一家專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)利用激光雷達(dá)進(jìn)行 3D 地圖繪制和跟蹤的軟件。依托 Eonite Perception 的工程師，Mobileye 成立激光傳感器部門(mén)——LiDAR.AI。正如這個(gè)部門(mén)的命名，這起收購(gòu)將加強(qiáng) Mobileye 在激光雷達(dá)領(lǐng)域的技術(shù)，彌補(bǔ) Mobileye 在視覺(jué)領(lǐng)域的不足。

過(guò)去，Mobileye 的 ADAS 系統(tǒng)依賴(lài)攝像頭，但現(xiàn)在包括車(chē)企、科技巨頭等在內(nèi)的自動(dòng)駕駛公司更偏好使用激光雷達(dá)。因?yàn)榧す饫走_(dá)能在任何光照條件下準(zhǔn)確繪制出汽車(chē)運(yùn)行的區(qū)域，結(jié)合攝像頭和雷達(dá)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)就能清楚了解實(shí)時(shí)路況。

激光雷達(dá)公司開(kāi)始注重 ADAS 功能的開(kāi)發(fā)

“市場(chǎng)正在發(fā)生改變，我們現(xiàn)在要將一部分精力分給 ADAS 終端?！苯衲?3 月，Velodyne 創(chuàng)始人 David Hall 對(duì)外界表示。他認(rèn)為，Velodyne LiDAR 在 L4/L5 市場(chǎng)有自己的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在的情況下 Velodyne 的產(chǎn)能足夠滿(mǎn)足用戶(hù)需求。

而 ADAS 市場(chǎng)即將迎來(lái)新的熱潮，在這里 Velodyne 的激光雷達(dá)能收獲豐厚的利潤(rùn)，因此守著 Level 4/5 市場(chǎng)并非明智之舉。

在今年的 CES 上，Velodyne 發(fā)布近距離激光雷達(dá)產(chǎn)品 VelaDome。這款產(chǎn)品可以覆蓋車(chē)輛整個(gè)側(cè)面的近距離范圍，對(duì)車(chē)輛近距離/死角處的行人或者自行車(chē)檢測(cè)效果顯著。Velodyne 還希望將自己的激光雷達(dá)結(jié)合軟件打入 ADAS 市場(chǎng)，從而拿出像特斯拉 AutoPilot 和通用 Super Cruise 一樣有競(jìng)爭(zhēng)力的 ADAS 方案。

激光雷達(dá)軟件系統(tǒng) Vella 就是這一背景下推出的產(chǎn)品。Vella 主要配合 Velodyne 的固態(tài)激光雷達(dá) Velarray 使用，而后者能夠嵌入安裝在汽車(chē)擋風(fēng)玻璃后面或者保險(xiǎn)杠位置。

Velodyne 稱(chēng)，“相較于攝像頭+毫米波雷達(dá)系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)的 ADAS 性能將發(fā)生革命性變化。”

進(jìn)軍 ADAS 市場(chǎng)，考慮到產(chǎn)品迭代與性能全面性的問(wèn)題，Velodyne 還通過(guò)收并購(gòu)來(lái)擴(kuò)大商業(yè)版圖：今年 7 月，Velodyne 收購(gòu)位于舊金山的高精地圖創(chuàng)業(yè)公司 Mapper.ai 的知識(shí)產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)，雙方將合作開(kāi)發(fā)更安全的 ADAS 系統(tǒng)。Mapper.ai 的高精地圖和定位技術(shù)將加速 Vella 軟件的開(kāi)發(fā)。這起收購(gòu)看起來(lái)與 Mobileye 收購(gòu) Eonite Perception 有異曲同工之妙。

目前，Velodyne 的這套解決方案可讓客戶(hù)解鎖 ADAS 的更多功能，包括行人和自行車(chē)避讓、車(chē)道保持輔助（LKA）、自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）、自適應(yīng)巡航控制（ACC）、交通堵塞輔助（TJA）等等。

Luminar CEO Austin Russell 對(duì)現(xiàn)在的激光雷達(dá)也有自己的判斷。在他看來(lái)，Waymo 等公司引領(lǐng)的自動(dòng)駕駛出租車(chē)和卡車(chē)項(xiàng)目一時(shí)半會(huì)還不成氣候，因此未來(lái)幾年 ADAS 市場(chǎng)更具吸引力。

今年 6 月，Luminar 推出了一個(gè)整合硬件和軟件的激光雷達(dá)平臺(tái) Iris（虹膜）。

為了打造這套解決方案，Luminar 調(diào)動(dòng)了60 位軟件工程師進(jìn)行配合研發(fā)。Iris平臺(tái)分為兩個(gè)版本：

用于高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的激光雷達(dá)解決方案，成本不超過(guò) 500 美元；

用于高級(jí)別自動(dòng)駕駛（L4/L5）的方案，成本不超過(guò) 1000 元。

Luminar 的車(chē)載激光雷達(dá)和軟件將于 2022 年開(kāi)始大規(guī)模交付，其中新款激光雷達(dá)體積只有現(xiàn)在產(chǎn)品三分之一，而且能無(wú)縫整合進(jìn)量產(chǎn)車(chē)前格柵、車(chē)頂或車(chē)頭大燈中。

2018 年 8 月，Cepton 牽手日本最大汽車(chē)照明燈公司 Koito，為后者提供定制的小型激光雷達(dá)解決方案，將激光雷達(dá)安裝進(jìn)車(chē)燈中。

Cepton 與 Koito 的合作，也主要是從 ADAS 開(kāi)始展開(kāi)，并將延伸到更高級(jí)的自動(dòng)駕駛；與 May Mobility（低速園區(qū)車(chē)）的合作則是面向 L4 級(jí)自動(dòng)駕駛。

三年前，Innoviz 就對(duì)外推出了兩款 MEMS 固態(tài)激光雷達(dá)樣品：InnovizPro 和 InnovizOne。

InnovizPro 是一款基于 MEMS 掃描技術(shù)的高性能固態(tài)解決方案，可為汽車(chē)、測(cè)繪和其他應(yīng)用提供出色的性能和價(jià)值。

InnovizOne 則是一款易于車(chē)輛無(wú)縫集成的車(chē)規(guī)級(jí)解決方案，可為 3 級(jí)到 5 級(jí)自動(dòng)駕駛提供 3D 感知能力。2021 年，寶馬決定將在 Level 3 級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(chē)上使用 InnovizOne 激光雷達(dá)。

從過(guò)去高舉高打主推 L4/L5 級(jí)自動(dòng)駕駛，到如今開(kāi)發(fā)更多帶有 ADAS 功能的激光雷達(dá)解決方案，激光雷達(dá)公司通過(guò)產(chǎn)品「下沉」的方式，調(diào)整自己的市場(chǎng)策略：

在軟件層面，更加注重 ADAS 功能，開(kāi)發(fā)殺手級(jí)應(yīng)用（例如給激光束編碼）；

在硬件層面，既有適用于 L3 及以下的激光雷達(dá)方案，又有適合 L4/L5 級(jí)自動(dòng)駕駛的產(chǎn)品。

這么做的目的，激光雷達(dá)公司按照激光雷達(dá)技術(shù)既有路線(xiàn)和發(fā)展速度，推出符合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品。另一方面，配合一線(xiàn)主機(jī)廠(chǎng)和 Tier1 循序漸進(jìn)推動(dòng)自動(dòng)駕駛演進(jìn)。

為主動(dòng)安全而生，激光雷達(dá)本質(zhì)是 3D 傳感器

通過(guò)加入激光雷達(dá)來(lái)提高 ADAS 系統(tǒng)的安全冗余——這就引申出激光雷達(dá)的出路：足夠便宜，能進(jìn)入前裝。如此，激光雷達(dá)就能獲得寶貴的裝車(chē)機(jī)會(huì)。

這實(shí)際上帶來(lái)的是雙重好處：

首先，投入的資金實(shí)際上由消費(fèi)者分擔(dān)（當(dāng)然消費(fèi)者也獲得更好的 ADAS 功能和體驗(yàn)）；

其次，真實(shí)場(chǎng)景替代仿真，獲取真正的海量數(shù)據(jù)。

為了讓車(chē)廠(chǎng)更容易接受激光雷達(dá)，并降低后者對(duì)量產(chǎn)車(chē)型安裝激光雷達(dá)的難度，激光雷達(dá)公司提供 ADAS 功能供車(chē)企使用，也就成了順理成章的選擇。

由于激光雷達(dá)點(diǎn)云是 3D 立體的，包含了距離、尺寸、位置等信息，數(shù)據(jù)量相比視覺(jué)少，所以激光雷達(dá)公司提供 ADAS 功能，技術(shù)難度相對(duì)會(huì)小一些，不需要進(jìn)行復(fù)雜的圖像處理。

以博世 MPC2 為例，其攝像頭輸出一幀圖片是 1920*1080 像素，每幀圖片代表 200 萬(wàn)個(gè)空間點(diǎn)（每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的角分辨率是 0.03 度）。

以 Velodyne 128 線(xiàn)激光雷達(dá)為例，其角分辨率為 0.2*0.11 度，掃描一周后，點(diǎn)數(shù)僅為 23 萬(wàn)個(gè)空間點(diǎn)（水平 360 度/0.2 度*垂直 128 像素）。

因而，不需要復(fù)雜的圖像處理、對(duì)算力要求極低，激光雷達(dá)可以利用自身嵌入式處理器，完成對(duì) ADAS 算法處理。

十四年前，David Hall 發(fā)明的這種新型雷達(dá)傳感器，在 DARPA 自動(dòng)駕駛挑戰(zhàn)賽中一戰(zhàn)成名，也間接助推了自動(dòng)駕駛的蓬勃發(fā)展。今天，無(wú)論是高校、車(chē)企、Tier1、科技公司、新創(chuàng)公司在進(jìn)行自動(dòng)駕駛相關(guān)探索和研發(fā)時(shí)，都愿意為這個(gè)傳感器買(mǎi)單。

但這給外界留下了一個(gè)刻板的烙?。赫J(rèn)為激光雷達(dá)就是專(zhuān)門(mén)為高級(jí)別自動(dòng)駕駛打造的傳感器。事實(shí)上，激光雷達(dá)并不專(zhuān)屬于 L4/L5 級(jí)自動(dòng)駕駛。

從今天看來(lái)，我們可以有新的理解：激光雷達(dá)是為智能駕駛、主動(dòng)安全而生的 3D 傳感器。

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