自動駕駛作為科技領(lǐng)域的高精尖技術(shù)集散地，長期存在多條技術(shù)路線之爭。例如，以特斯拉為代表的漸進式自動駕駛派和以Waymo為代表的一步到位式Level4自動駕駛派，以及在傳感器方案中不用激光雷達的視覺派和采用激光雷達的融合派。
前一種自動駕駛路線之爭長期共存，誰也未在話語權(quán)上占過上風。不過，傳感器中的視覺派和融合派之爭曾以多數(shù)視覺派妥協(xié)，改走融合路線而爭議稍歇。
但是近期，特斯拉公布的全自動駕駛方案中，卻果斷拋棄了被行業(yè)認為是不可或缺的激光雷達。特斯拉CEO 伊隆·馬斯克(Elon Musk)甚至炮轟道，“激光雷達是愚蠢的差事，任何依賴激光雷達的公司都是注定要死失敗。”
Elon Musk對激光雷達持消極態(tài)度由來已久，原因正是激光雷達的成本和性能難以匹配。目前可以通過車規(guī)級標準的激光雷達只有法雷奧的一款4線產(chǎn)品ScaLa，而剩下全球超過150家激光雷達公司的產(chǎn)品不僅難以達到用于量產(chǎn)車輛的標準，對于汽車這個成本敏感型行業(yè)來說，其價格也十分倨傲。
因此，如果想改變Elon Musk們的想法，途徑不外乎讓激光雷達實現(xiàn)穩(wěn)定的性能，并達到可接受的成本。而目前，國內(nèi)的一家激光雷達公司——流深光電，正在將攻克方向放在通過車規(guī)標準和降低成本這兩大問題上。這無疑挑戰(zhàn)重重。
自動駕駛需要一款什么樣的激光雷達?
在自動駕駛的主要傳感器中，視覺攝像頭擁有深厚的信息密度，只要算法足夠優(yōu)秀，攝像頭可以用來識別物體特征、道路標識和車道線，甚至分辨出高度相似的相鄰物體等，毫米波雷達擁有優(yōu)秀的測速能力，而激光雷達則擁有出色的三維建模和測距能力。
對于在感知冗余的設計中，激光雷達的地位，Google自動駕駛咨詢顧問BradTempleton曾表示，“做到99%的準確度對于車輛駕駛而言并不夠，我們需要的是99.99999%的準確。激光雷達就是小數(shù)點后幾位的最強保障。”
為此，不僅Waymo投入了激光雷達的自主研發(fā)，全球大型的Tier 1、汽車巨頭也都對激光雷達行業(yè)展開收購和投資，僅安波福就投資了4家激光雷達企業(yè)，而沃爾沃、豐田，國內(nèi)的上汽、北汽等主機廠也都在激光雷達行業(yè)進行了資本投入。
行業(yè)普遍認為，Level 3(SAE標準)及以上級別自動駕駛都需要用到激光雷達。
流深光電在這波激光雷達創(chuàng)業(yè)中，入場不算早，該公司在2016年底成立，彼時行業(yè)里的速騰聚創(chuàng)等公司已經(jīng)推出樣機。
但正如流深光電CEO孫偉偉所說，成立時間早晚并不是問題，激光雷達不是一項底層技術(shù)原理的突破，而是現(xiàn)有成熟技術(shù)的集成創(chuàng)新，已經(jīng)存在數(shù)十年，其主要的方向應該是指向滿足車規(guī)標準的批量化應用。
孫偉偉是一名軍工行業(yè)的老兵，曾在中國兵器工業(yè)集團供職十余年，從事激光測距等技術(shù)的研發(fā)，最高擔任型號項目主任設計師，帶領(lǐng)團隊實現(xiàn)了脈沖半導體激光測距技術(shù)的突破，使后者成為軍用型號產(chǎn)品，正式列裝部隊。
因此，對于通過嚴格的車規(guī)測試，實現(xiàn)量產(chǎn)，孫偉偉有他的底氣。進入2019年，流深光電果斷打出了“成為國內(nèi)首家車規(guī)級激光雷達供應商”的口號，并對外披露了兩款激光雷達產(chǎn)品車規(guī)驗證及量產(chǎn)規(guī)劃：
面向前裝市場，與新造車項目，也是投資方車和家合作，今年完成48線激光雷達Argus的車規(guī)級驗證;同時，面向火熱的高級別自動駕駛測試和運營市場，在今年實現(xiàn)128線激光雷達Omini的商業(yè)量產(chǎn)。
流深光電48線激光雷達Argus
與備受追捧的MEMS微鏡固態(tài)激光雷達產(chǎn)品不同，流深光電要量產(chǎn)的兩款激光雷達都屬于機械式激光雷達。行業(yè)普遍觀點認為，機械式激光雷達復雜的光束操縱單元，加上機械旋轉(zhuǎn)馬達，給其尺寸和通過車規(guī)帶來了直接障礙，而MEMS微鏡則可以大大簡化上述結(jié)構(gòu)，讓激光雷達通過車規(guī)驗證更為容易。
但至今，固態(tài)激光雷達的量產(chǎn)時間表都未明確，法雷奧第三代Scala激將采用MEMS微振鏡方案，但這家最有量產(chǎn)經(jīng)驗的公司也將其固態(tài)激光雷達方案的量產(chǎn)時間寫在2022年以后。MEMS微振鏡的材料屬性對于溫度的敏感性，和微振鏡的鏡面尺寸帶來的工藝難點，同樣為量產(chǎn)帶來了巨大挑戰(zhàn)。
作為激光雷達領(lǐng)域的資深從業(yè)者，孫偉偉也是在做了各項路線對比后，決定堅持先把機械式激光雷達做到大規(guī)模量產(chǎn)應用。
“先通過車規(guī)級，搶占市場先機，然后固態(tài)技術(shù)成熟我們再上固態(tài)。”孫偉偉說。
流深光電投資方、明勢資本創(chuàng)始合伙人黃明明也向鈦媒體表示，早期投資流深光電時，做過不少研究，發(fā)現(xiàn)固態(tài)激光雷達普遍需要用一些新器件，而這些新器件很多是不能大規(guī)模量產(chǎn)的或者價格太高，
“我們認為落地性是關(guān)鍵，所以認為流深現(xiàn)在做機械式是合適的選擇，而且激光雷達的底層技術(shù)是共通的，以后等新技術(shù)成熟了，轉(zhuǎn)過去也沒問題。”
截至目前，只有法雷奧的激光雷達產(chǎn)品Scala通過車規(guī)，于新奧迪A8L上搭載。這個行業(yè)進度，正是孫偉偉看到的機會。
“需要激光雷達的L3自動駕駛車基本上2021年就開始大面積推出，這意味著它們在2019年底必須完成激光雷達的選型，以及跟供應商的定點技術(shù)方案的選擇，所以從今年年底最遲到明年的6月份之前，車企就需要清楚哪些激光雷達能夠落地，能夠通過車規(guī)。”孫偉偉說。
雖然法雷奧的Scala已經(jīng)量產(chǎn)，但是其4線、0.8度的分辨率難以滿足汽車自動駕駛的使用需求，用孫偉偉的評價來說，其性能和毫米波雷達相當。
而流深光電公布出來的48線激光雷達產(chǎn)品Argus在性能指標上則提高了一大截：探測距離超200米，垂直分辨率為0.2°，擁有超過145°的前向水平視場角，垂直視場角9.6°。與Scala類似，Argus可以安裝在汽車前擋風玻璃、前保險杠等位置，易與整車融合。
軍民轉(zhuǎn)換，流深光電的量產(chǎn)經(jīng)驗
軍用行業(yè)作為尖端技術(shù)的優(yōu)先應用領(lǐng)域，在向民用領(lǐng)域的轉(zhuǎn)換過程中，掀起過不少風暴。例如，GPS從軍用向民用的普及，催生了以LBS為基礎的龐大互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，而CDMA通信技術(shù)的誕生最早啊也是為了防止敵方對己方通訊的干擾，后由美國高通公司更新成為商用蜂窩電信技術(shù)。
激光雷達作為軍用關(guān)鍵測距技術(shù)之一，如今也面臨自動駕駛的應用浪潮。
“激光雷達在軍事上主要提供的是測距技術(shù)，因為所有的炮彈、子彈都是拋物線飛的，拋物線下落的高度也不一樣，如果你從一個點要打精準的命中遠處的一個物體，你必須先得到它的精準距離值。”孫偉偉說起激光雷達軍事應用，如數(shù)家珍。
但也正如孫偉偉所言，激光雷達在軍用行業(yè)是項冷門技術(shù)，難以承載起更大商業(yè)夢想。2016年底，僅有40人團隊的Cruise Automation被汽車巨頭通用以10億美金收購，掀起中外自動駕駛創(chuàng)業(yè)浪潮。
一位代理商告訴孫偉偉，激光雷達作為自動駕駛?cè)哂喔兄到y(tǒng)中的關(guān)鍵器件，存在著大量需求。孫偉偉稍作盤桓，即敲定了創(chuàng)業(yè)計劃。
“我們長期做軍用的，除了技術(shù)和性能以外，對可靠性會關(guān)注更多，這應用在汽車上也是我們的優(yōu)勢，此外，國內(nèi)脈沖半導體是我們第一個在軍工情況下做出來的，現(xiàn)在正好又看到了一個新的更大的市場前景。”孫偉偉說。
在孫偉偉看來，自動駕駛場景和軍用場景有很多相通之處。“都是通過搜索觀察，發(fā)現(xiàn)障礙物，發(fā)現(xiàn)潛在的風險，性能要求都是成像清晰、距離遠、分辨率高。”孫偉偉說。
流深光電128線激光雷達Omini
因此，流深光電推出的第一款產(chǎn)品并不是48線的Argus，而是性能更強大的Omini，這款128線產(chǎn)品擁有360度環(huán)視能力、分辨率為0.15度。但是投資方，也是合作方車和家先給流深光電潑了盆冷水。
車和家創(chuàng)始人李想告訴孫偉偉，你們的128線產(chǎn)品的確成像質(zhì)量好、探測距離遠，但它需要裝在車頂上，顯然不適用于要面向C端銷售的乘用車，這會對造型和美觀都帶來很大影響。
李想提出的建議是，做一款產(chǎn)品在保證性能的前提下，可以放在前保險杠里，這樣能在設計上與車身進行完整地集成。
“這個會相對容易一些，因為你只是輔助駕駛，不是需要360度，正前方145度的水平視場角就夠了，角分辨率也不需要太高，我們就做了0.2度分辨率。”孫偉偉說。去年十月，流深光電開始做48線的Argus激光雷達，今年1月，原型機出爐。
這款兼具性能和集成性的產(chǎn)品，受到不少車企青睞，在聯(lián)合測試中，流深光電也得到更多反饋。
“原來我們設計的是155度的水平視場角，一些車企說用不著，他說你120度以上就夠了，但我們還保留了一下，做到145度，跟法雷奧的保持一致，第二，我們的垂直FOV還是有點大，有9.6度，是法雷奧scala的3倍，因為我們考慮到太小，就容易從車底下漏測，比如說你離前面一輛卡車很高，你奧迪A8安裝得很矮，你就漏穿，可能出事故。”
但9.6度的垂直視場角也容易讓一部分光束打到天上，這在北方的冬天，容易穿過樹枝帶來無效信息。流深光電也正在將垂直視場角做調(diào)整。
“但是分辨率我們會再提高，分辨率是大家一致覺得還想要更高的。 ”孫偉偉說。
激光雷達的大考，車規(guī)級驗證
一位自動駕駛行業(yè)投資
人曾在接受鈦媒體采訪時表示，“汽車行業(yè)的一個特點是周期長，有一套確定選型、通過車規(guī)、然后放量的流程，比如現(xiàn)在把激光雷達賣給整車廠，車企相應的量產(chǎn)車型在兩三年后才上市，也就是說這個訂單要到2020年或者2021年去真正履行，收入才有可能進來。”
而通過車規(guī)級標準驗證，顯然是流深光電以及其他激光雷達企業(yè)，進入車企的采購目錄，獲得單車型上萬訂單，以及開展后續(xù)合作的起點。
車規(guī)級驗證標準是面向汽車電子元器件的一項特殊標準，其驗證指標包括環(huán)境適應性，例如工作在發(fā)動機周圍的元器件溫度要求范圍為-40℃-150℃，而其他部位的產(chǎn)品也需要適應-40℃-85℃的溫度范圍，此外，還有震動、沖擊、可靠性、一致性、產(chǎn)品生命周期等等驗證標準。
“我們以前在做軍品的時候，要求會比車規(guī)更嚴酷，震動沖擊這種場景更惡劣，所以去年年底，剛把48線原型機拿出來的時候，我們已經(jīng)把激光雷達最難過車規(guī)的沖擊震動驗證完成。”孫偉偉說。
因為激光雷達微米級的精密度要求，沖擊震動一直是激光雷達在汽車應用中的難題。通過了沖擊震動的驗證，激光雷達的車規(guī)考驗就攻克了一大障礙。
“車規(guī)的其他環(huán)境適應性方面，比如說密封這些東西，都相對來說比較成熟，電磁兼容性已經(jīng)有成熟的解決方案。”孫偉偉說。
除了行業(yè)固有標準，激光雷達作為在汽車上應用的新傳感器，還未形成國家和行業(yè)標準，因此，有不少標準，需要流深光電和車企共同明確。
“我們需要跟車廠一起聯(lián)合，把更多產(chǎn)品定義明確下來，開發(fā)出針對性的產(chǎn)品，然后一起來做很多車規(guī)方面的細化驗證實驗，包括高低溫工作、高低溫存儲，以及煙霧、沙塵，甚至激光雷達淋雨都不夠，必須要達到浸水的標準。”孫偉偉說。
孫偉偉預計，今年年底到明年年初，流深光電會聯(lián)合車企將48線的激光雷達Argus做完車規(guī)級驗證。
據(jù)悉，2018年8月，流深光電完成了A輪融資，同步開始制造工廠建設，流深光電自研了專用設備和工藝、自建了自動化產(chǎn)線，工廠竣工后可實現(xiàn)萬臺級的年產(chǎn)能。量產(chǎn)之后，48線Argus有望將售價控制在1000美元以內(nèi)。
自動駕駛行業(yè)之所以再次出現(xiàn)融合派和視覺派之爭，無疑源于，自動駕駛產(chǎn)業(yè)急需落地，而配套的性能與成本兼顧的激光雷達產(chǎn)品卻遲遲未出現(xiàn)。
此前高度擁護視覺路線、如今轉(zhuǎn)向融合派的Auto X公司創(chuàng)始人肖健雄博士曾向鈦媒體表示，如果激光雷達能夠做到性能又好、成本又低，用不用激光雷達就不再有爭議了。顯然，流深光電想成為這個破局者。
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