激光雷達(dá)量產(chǎn)前夜：卡位、廝殺、下沉

據(jù)路透社報(bào)道，近日，俄羅斯一輛自動駕駛狀態(tài)下的特斯拉Model3型號轎車在莫斯科撞上一輛拖車，隨后整輛車燃燒成火球。駕駛該車輛的司機(jī)稱事故發(fā)生時車輛正處于輔助駕駛模式。

這并不是特斯拉第一次因自動駕駛功能發(fā)生事故，其中就包括2016年5月特斯拉model S撞上卡車的命案。

雖然Elon Musk一直認(rèn)為激光雷達(dá)沒有必要，攝像頭+毫米波雷達(dá)的方案足矣，但從特斯拉接二連三的事故中不難發(fā)現(xiàn)這兩種同類傳感器的不足：強(qiáng)光、黑暗或者斑駁的道路上視覺傳感器容易失去作用，加之毫米波雷達(dá)的分辨率又比較低，容易造成誤判。

作為自動駕駛無法繞過的核心傳感器，激光雷達(dá)的重要性再次被提起。

2005年，Velodyne首次將激光雷達(dá)用到自動駕駛上，Velodyne的名字也在之后的十年時間里代表著激光雷達(dá)江湖的霸主地位，猶如《權(quán)利的游戲》中的“鐵王座”。

但激光雷達(dá)高精密儀器屬性與大規(guī)模量產(chǎn)的矛盾在自動駕駛爆發(fā)之后被迅速放大，低產(chǎn)高價(jià)暴露的市場空缺引來大批分食者：2014年左右行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)大批新生代激光雷達(dá)公司，Quanergy、Luminar、Innoviz、北醒光子、北科天繪......

曾經(jīng)的王者不得不面對外界的挑戰(zhàn)與自身創(chuàng)新的瓶頸，新的挑戰(zhàn)者們誰又能成為代表下一代的“新王”？激光雷達(dá)量產(chǎn)前夜，一場關(guān)于技術(shù)路線、降成本路徑、落地場景的戰(zhàn)爭正在進(jìn)行中。

視覺VS激光雷達(dá)

激光雷達(dá)運(yùn)用到自動駕駛領(lǐng)域要從一個名為“DARPA Grand Challenge ”的自動駕駛汽車挑戰(zhàn)賽說起。

激光雷達(dá)技術(shù)早在上世紀(jì)就開始應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，繼而用于航空測繪領(lǐng)域，成立于2014年的速騰聚創(chuàng)在成立之初生產(chǎn)的一款單線的激光雷達(dá)就是主要應(yīng)用在測繪領(lǐng)域。

2004年，美國國防高級研究計(jì)劃局DARPA 舉辦了名為DARPA Grand Challenge的自動駕駛汽車挑戰(zhàn)賽，比賽中主辦方設(shè)置了100萬美元的冠軍獎金，前提是需要讓汽車在沒有人為控制的情況下自動行駛240公里。

由于成本限制、路況復(fù)雜以及傳感器技術(shù)有限，直到2005年一個名為David Hall的工程師提出了基于64線旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)的方案，才讓這一挑戰(zhàn)變成現(xiàn)實(shí)。

David Hall正是Velodyne的CEO，也是推動激光雷達(dá)顛覆汽車產(chǎn)業(yè)的“關(guān)鍵先生”。此后，激光雷達(dá)開始成為自動駕駛汽車方案常規(guī)標(biāo)志。

激光雷達(dá)是一種綜合的光探測與測量系統(tǒng)，可以分為機(jī)械式激光雷達(dá)、固態(tài)激光雷達(dá)。相比普通雷達(dá)，激光雷達(dá)可提供高分辨率的輻射強(qiáng)度幾何圖像、距離圖像、速度圖像。根據(jù)線數(shù)的不同，激光雷達(dá)又具體分為2D、2.5D（1，4，8線）和3D（16，32，64線）三類產(chǎn)品。

在自動駕駛行駛過程中，激光雷達(dá)通過對車輛周圍環(huán)境進(jìn)行3D建模，獲得環(huán)境的深度信息，識別障礙物，構(gòu)建可行駛區(qū)域。

相比攝像頭+毫米波雷達(dá)，激光雷達(dá)能夠?qū)χ車M(jìn)行精準(zhǔn)的三維信息，而且不容易受光照影響。但也有如Elon Musk者認(rèn)為激光雷達(dá)適合汽車場合，雖然他澄清并不對激光雷達(dá)抱有偏見，但結(jié)論并未改變。

視覺還是激光雷達(dá)的路線在自動駕駛領(lǐng)域一直爭議不斷。

小馬智行創(chuàng)始人樓天城曾在今年7月的一場自動駕駛主題分享活動中提到，“激光雷達(dá)路線還是計(jì)算機(jī)視覺路線未必真的有答案，自動駕駛感知技術(shù)路線之爭并不是單一技術(shù)路線之爭，而是和整個系統(tǒng)有關(guān)的。”

以Robotaxi為落地目標(biāo)的公司們指向的都是高級自動駕駛，需要考慮的是可靠性，成本占次要地位，因此大多占激光雷達(dá)陣營。但特斯拉做的是量產(chǎn)車，要賣給終端用戶，必須考慮成本，而激光雷達(dá)成本太高。

成本一直是制約激光雷達(dá)遲遲沒有在汽車領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素。

Velodyne的64線機(jī)械式激光雷達(dá)，產(chǎn)品售價(jià)高達(dá)8萬美元，而且下單之后要幾個月才能發(fā)貨。2016年8月，百度與福特以1.5億美元共同投資了Velodyne，才順理成章地拿到了Velodyne的優(yōu)先提貨權(quán)。

高價(jià)的背后，一方面是因?yàn)閂elodyne的先發(fā)優(yōu)勢、行業(yè)壁壘等構(gòu)筑起了其他公司無法逾越的高墻；另一方面，Velodyne的主打產(chǎn)品是機(jī)械式激光雷達(dá)，每臺都需要有經(jīng)驗(yàn)工程師手工調(diào)教，近乎手工藝品，且元器件產(chǎn)業(yè)鏈不成熟，難以降低成本。

群雄逐鹿

“過去的市場格局造成了激光雷達(dá)市場規(guī)模太小，沒有規(guī)模效應(yīng)，所以說單價(jià)高也是很正常的，然后因?yàn)橐?guī)模太小，導(dǎo)致大家沒什么人愿意投入資源在到這個方向，所以說全球在來到這個方向投入長期不足。從2015年開始突然爆發(fā)，這其實(shí)是自動駕駛的需求倒推市場。”流深光電創(chuàng)始人孫偉偉對CV智識表示。

需求的增長與產(chǎn)能的低效，暴露了行業(yè)的分食機(jī)會。

2015年10月，Quanergy公司宣布與Delphi公司合作，為無人駕駛汽車開發(fā)一種固態(tài)激光雷達(dá)系統(tǒng)，每臺單價(jià)低于1000美元。同一年，Velodyne推出的16線激光雷達(dá)還高達(dá)8000美元。

Quanergy掀起了行業(yè)卡位戰(zhàn)的一角，Luminar、Innoviz、AEye、LeddarTech、Ouster、TetraVue和中國的北醒光子、北科天繪、速騰聚創(chuàng)等，越來越多的企業(yè)加入挑戰(zhàn)Velodyne“鐵王座”的戰(zhàn)爭中。

挑戰(zhàn)者們帶來的最直接的沖擊就是—;—;價(jià)格。

Quanergy目前的固態(tài)傳感器芯片定價(jià)僅為250美元，它的CEO Eldada還強(qiáng)調(diào)，未來的目標(biāo)是將激光雷達(dá)售價(jià)拉低到100美元以下；Luminar的每臺Iris售價(jià)不到1000美元。

“所謂比車還貴的激光雷達(dá)確實(shí)是一個過渡品，未來的固態(tài)激光雷達(dá)肯定是成本控制到一個非常合理的價(jià)格，就跟我們正常所有的毫米波一樣”北醒光子聯(lián)合創(chuàng)始人鄭凱對CV智識表示。

市場是現(xiàn)實(shí)的，懸殊的價(jià)格差異讓資本、汽車廠商們紛紛擁抱低成本傳感器公司們，盡管從去年開始，資本市場對于自動駕駛的投資熱情大減，但對于核心傳感器的投資并未“停歇”：Innoviz、Baraja、Ouster、北醒光子紛紛完成新一輪融資，背后除了資本還有寶馬等車企的身影。

除了直接的價(jià)格競爭之外，挑戰(zhàn)者們帶來的還有技術(shù)路徑的差別。

Velodyne的傳統(tǒng)優(yōu)勢是機(jī)械式激光雷達(dá)，而越來越多的挑戰(zhàn)者們傾向于固態(tài)激光雷達(dá)。

激光雷達(dá)按有無機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件分類，包括機(jī)械激光雷達(dá)和固態(tài)激光雷達(dá)。與機(jī)械激光雷達(dá)相比，固態(tài)激光雷達(dá)尺寸較小、性價(jià)比較高、測量精度相對低一些，可隱藏于汽車車體內(nèi)，不會破壞外形美觀。

因此激光雷達(dá)廠商們開始瞄準(zhǔn)MEMS、FLASH、OPA等三種混合固態(tài)及固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)路線，當(dāng)然這三種細(xì)分路線也各有差異，從成本來說，F(xiàn)ALSH比MEMS要好；從技術(shù)難度來說，F(xiàn)LASH比OPA難度要小的多，MEMS屬于混合固態(tài)類型，產(chǎn)品一致性沒法保證。

被競爭和市場環(huán)境倒逼的Velodyne也開始調(diào)整策略，2018年CES上Velodyne展示了第一款固態(tài)激光雷達(dá)—;Velarray。

市場全部看向固態(tài)激光雷達(dá)，是否意味著機(jī)械激光雷達(dá)會被完全取代呢？

速騰聚創(chuàng)合伙人王嗣翔對CV智識表示，“固態(tài)激光雷達(dá)一定是趨勢，但也不能說完全取代機(jī)械激光雷達(dá)，因?yàn)闄C(jī)械本身有它的優(yōu)點(diǎn)，比如機(jī)械可以做到360度，機(jī)械也可以應(yīng)用到一些對價(jià)格成本不那么敏感的領(lǐng)域，比如安防、智慧城市等。”

飲冰科技創(chuàng)始人姜波則將傳統(tǒng)機(jī)械激光雷達(dá)、芯片化激光雷達(dá)、固態(tài)激光雷達(dá)類比為磁鼓存儲器、機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤，“現(xiàn)在固態(tài)硬盤還不成熟，但是機(jī)械硬盤是可以做的?！彼^芯片化激光雷達(dá)簡單來說就是將機(jī)械式激光雷達(dá)的多通道集合到芯片上。

向下落地

今年4月17日，2019上海車展期間Velodyne召開新聞發(fā)布會，會上Velodyne Lidar總裁兼CCO Michael Jellen表示：“輔助駕駛和自動駕駛已是不可阻擋的潮流，我們的初衷就是希望能提供更好的感知性能，讓汽車駕駛更加智能高效、安全舒適。”

6 月，法雷奧對外透露：已經(jīng)從四家全球主流車企獲得總價(jià)值約為5億歐元的訂單。早在2017年，法雷奧的4線產(chǎn)品 ScaLa（第一代）就開始裝配到擁有L3級自動駕駛功能的A8車型上。

從上面兩家激光雷達(dá)企業(yè)的對外發(fā)言以及公開的數(shù)據(jù)信息不難看出，激光雷達(dá)應(yīng)用正在下沉。激光雷達(dá)的確是隨著自動駕駛而受到更多關(guān)注，但這并不代表激光雷達(dá)就是專門為高級別L4/L5自動駕駛打造的傳感器。

目前情況來看，激光雷達(dá)應(yīng)用主要分為兩個部分：一是落地到自動駕駛測試的無人車上，另外一類是落地到汽車廠商推出的具有輔助駕駛功能的量產(chǎn)車上。

前者的無人車又分為載人以及載物兩種，載人無人車量產(chǎn)仍需時間，但載物無人車量雖然并不算大，但落地速度更快，因此很多激光雷達(dá)廠商瞄準(zhǔn)了這一領(lǐng)域。

比如國內(nèi)的北科天繪就搭載到京東和菜鳥的無人物流配送車上，北科天繪銷售總監(jiān)張濤曾對媒體表示，“無人物流小車在行業(yè)內(nèi)來看是最先能夠落地的產(chǎn)品化量產(chǎn)的一個場景?！?/p>

在輔助駕駛功能的量產(chǎn)車上是否需要激光雷達(dá)，業(yè)內(nèi)一直存在爭議。

有些汽車制造商認(rèn)為在高度自動駕駛時才會使用激光雷達(dá)，而在L3級以下應(yīng)用只需采用攝像頭和毫米波雷達(dá)的組合，比如特斯拉。

但隨著低價(jià)激光雷達(dá)的發(fā)展，寶馬就決定在2021年L3級的自動駕駛汽車上使用Innoviz推出的InnovizOne激光雷達(dá)，該產(chǎn)品可為3級到5級自動駕駛提供3D感知能力。

“市場正在發(fā)生改變，我們現(xiàn)在要將一部分精力分給ADAS終端”，今年3月，Velodyne創(chuàng)始人David Hall對外界表示。在今年的CES上，Velodyne發(fā)布了近距離激光雷達(dá)產(chǎn)品VelaDome。

從過去高舉高打主推L4/L5級自動駕駛，激光雷達(dá)公司按照技術(shù)既有路線和發(fā)展速度尋找下沉市場，據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《激光雷達(dá)行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，光我國的激光雷達(dá)市場規(guī)模在2022年就將達(dá)到4.64億元。

結(jié)語

自動駕駛的洶涌浪潮將激光雷達(dá)推到了浪尖，群雄逐鹿，暫時還并沒有出現(xiàn)明確的主導(dǎo)技術(shù)方向，不同公司推出不同的技術(shù)路線產(chǎn)品，各家蓄勢待發(fā)之間盡顯對這一領(lǐng)域的勢在必得。

但要想成為“車規(guī)”級產(chǎn)品，姜波透露，必須要同時滿足“成本夠低”、“可靠”以及“可量產(chǎn)”三個重要條件。

“現(xiàn)在的創(chuàng)新公司有兩種：一種是防御性的創(chuàng)新，另一種是自我進(jìn)步型的創(chuàng)新。防御性創(chuàng)新勞民傷財(cái)，往往需要花大量的時間、精力、金錢去防止被別人趕超，最后還防不勝防；自我進(jìn)步型創(chuàng)新則是不斷推陳出新?！盫elodyne Lidar亞太區(qū)執(zhí)行總監(jiān)翁煒曾公開表示。

在量產(chǎn)的前夜，有前行者的迎風(fēng)起舞、自我革命，也有后發(fā)者的蓄勢待發(fā)、彎道超車，激光雷達(dá)公司們的戰(zhàn)爭剛剛開始。