有哪些国产TOFvelodyne 激光雷达达的品牌?

车云菌独家获悉禾赛科技会在即将开幕的中国国际工业博览会上,首次对外发布无人车及辅助驾驶可用的32线velodyne 激光雷达达(LiDAR)

禾赛方面表示,32线LiDAR可以实现150米的探测距离采用机械旋转设计,水平视场角360°,垂直视场角30°。产品已经在内部路测,这是国内第一家多线velodyne 激光雷达达生产商首次公开展示32线velodyne 激光雷達达产品及其实测效果视频据禾赛创始人李一帆透露,这款32线velodyne 激光雷达达明年年初将会小批量供货届时价格会"非常有竞争力"。

翻翻新聞就会发现国内velodyne 激光雷达达企业好像在近半年迎来了产品爆发。北科天绘在2016年5月推出了首款16线360度导航LiDAR ——R-Fans速腾聚创(RoboSense)在10月28日也对外發布了RS-LiDAR,是一款16线velodyne 激光雷达达在国外品牌垄断车载velodyne 激光雷达达市场的大背景下,自主多线velodyne 激光雷达达产品的诞生为拉低产品售价带来叻更多可能。

自动驾驶为什么需要velodyne 激光雷达达

一则本周的新闻引发了讨论在特斯拉数起安全事故之后,马斯克在本周三宣布明年所有量产的Model S,Model X和Model 3车型都将配备能够在某一程度实现最高级别自动驾驶(Level 5)的传感器,包括8个摄像头、12个全新超声波传感器以及一个前向探测雷达马斯克把“摄像头+毫米波+超声波”的传感方案贯彻到底,自始至终都没有考虑velodyne 激光雷达达

车用velodyne 激光雷达达就这样被马斯克“嫌弃”了。

众所周知全自动驾驶已经解放了人类的手脚、双眼,在环境感知时必须满足任何时间任何天气下对周围环境360度探测而现阶段单靠其中一种传感器都无法满足这个要求。

马斯克的想法可以猜到一二“摄像头+毫米波雷达+超声波雷达”因为价格低廉,可以做到最快速喥产品化让更多自动驾驶功能被用起来,然后通过众包采集的方式来提供完善算法所需的有效数据,这是马斯克的思路目标是“挖掘软件算法潜力来克服硬件瓶颈,实现全自动驾驶”

另一种思路就是把各种“不完美”的传感器组合起来。 

摄像头擅长识别(物体是车還是人、标志牌是什么颜色)但容易受光线、天气影响,在强光直射时会出现致盲运气最差的时候会导致整个传感器失灵。毫米波雷達在不同光线和天气中表现出较强的可靠性主要作用也是检测追踪物体,但分辨率相对较低看东西像近视眼没戴眼镜,并且检测行人嘚能力不足;激光光束的聚拢特性不会因为衍射而错过细小物体,不过因为整体技术不如毫米波成熟在雨雾天的表现会收到影响。

这種路线认为在“硬件万无一失”的前提下,可以简化算法更快实现功能没有一个传感器可以独当一面,velodyne 激光雷达达也不例外但是因其精准快速的特点,成为必不可少的补充

对还处在百花争鸣阶段的自动驾驶来说,时间会验证技术路线的可行性但不可否认的是,一種被不少人认可的主流技术方案里velodyne 激光雷达达与自动驾驶在一起已是板上钉钉的事实。ABB、沃尔沃、福特等品牌都有在量产车上使用velodyne 激光雷达达的计划早在四五年前就和velodyne 激光雷达达供应商开始了开发合作并且会在三年内陆续推出装载velodyne 激光雷达达的量产车

市场主流velodyne 激光雷达达供应商

目前,多数车用velodyne 激光雷达达都由两家国外公司垄断

一家是来自美国硅谷的Velodyne。主要产品是3Dvelodyne 激光雷达达因为纵向激光线数多,有16、32和64垂直视角更大,可以进行整个环境的数据收集清晰勾勒出视场中物体的边沿轮廓,如果用软件生成激光点云图可以实时描繪出周围所有物体。这种多线数velodyne 激光雷达达往往采用一个或多个方案放在车顶或车身不同位置,小到路沿大到行人、树木、房屋在扫描范围内的物理环境都可以被3D重建。

我们最常见的“车顶花盆”就是这家公司的64线velodyne 激光雷达达产品32线也可以在不少自动驾驶汽车案例中找到身影。为了更加适应汽车市场Velodyne专为车企设计了一款32线velodyne 激光雷达达Solid-State Hybrid Ultra Puck? Auto,产品如其名大约冰球大小。现在正在与车企合作测试做进一步完善如果2017年订单量达到100万台,可以给到500美金的单价

还有一家是德国公司Ibeo。提供线数较少的二维velodyne 激光雷达达这些velodyne 激光雷达达在垂直方向发射的激光线数较少,一般为4条或8条探测环境的时候,只有一个平面或类似2.5D的有效扫描范围这类低线束velodyne 激光雷达达一般嵌入到车燈或者前脸保险杠的位置,起到检测前方车辆、行人、地线、马路牙、路肩、路栏等移动物体的作用

Ibeo和法雷奥合作研发的4线velodyne 激光雷达达ScaLa系列,被用于Cruise4U系统中AEB(自动刹车系统)的测距模块明年年初就会量产。Ibeo和车企合作的自动驾驶测试车上常见miniLUX和LUX两款产品。LUX四线系列目湔一般在10万人民币级别量产后的供货价格有可能控制在人民币3000元以下。

两种方案思路不同应用场景也存在差异,但是都想用更加准确嘚检测追踪等能力把自动驾驶向安全再推进一点点。3Dvelodyne 激光雷达达可以尽可能多地重建周围环境并且挖掘出高精度地图的延伸价值,而2.5Dvelodyne 噭光雷达达可以补充3Dvelodyne 激光雷达达车身周围的盲区

但值得注意的是,velodyne 激光雷达达仍然是面向测试用车的“后装产品”还没有达到直接上車走量的标准,也要进行很多车规级验证成本造价不菲,一不小心就比车还贵加上主机厂对装车美观的要求,活好钱少身材小的车规級velodyne 激光雷达达是迫切需要 

国内初创公司的机会与挑战

国外掌握了相对成熟的技术,不过在市场初起阶段任何公司都有机会用一款过硬嘚产品进入市场。

目前进入车用领域的创业公司都试图挑战3Dvelodyne 激光雷达达诞生了很多16线和32线是产品,用来追求垂直方向更加优秀的感知范圍和分辨率例如北科天绘和速腾聚创(RoboSense)的16线、禾赛科技的32线产品。

不同velodyne 激光雷达达的构造存在差别不过大致由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成。除了本身精密仪器的技术要求对于将velodyne 激光雷达达线数增加并放至车载环境使用,国内创业公司需要面临不少挑戰

首先,在追求探测视角和精度并且要满足车用小型化。线数增加后确保不同束激光发射后被相应的接收器接受,是一个存在难度嘚核心技术点同时,velodyne 激光雷达达内部的多种元器件间容易形成干扰激光线束增加的同时,还要确保紧凑空间内多路激光收发无串扰

其次,行车有信息采集实时性的要求高速电路的采集频率要达到1G/s。远距离探测的需要对返回小信号提取的能力,也提出了更高要求這部分和信号处理的算法存在关联。 

最后正如前文所说,目前velodyne 激光雷达达要重点考虑低成本和量产因此产品内部模块在设计时,就要栲虑适应量产的模块减少人工介入的环节。并且在后期大批量生产的供应链上提前做好储备。

总体而言产品设计、识别算法、供应鏈、集成等维度,是产品端需要做好的功课

除了产品上的突破,velodyne 激光雷达达在国内可以提供服务上的“加分项”对刚刚接触这个新传感器的企业而言,多线数velodyne 激光雷达达的原始点云数据处理并不擅长他们更倾向供应商能提供一个加工后的结果,直接输出分类信息除叻产品一并提供原始点云数据预处理软件,面向客户输出软硬件一体的方案会让公司在竞争中占据先机。

在火热而竞争激烈的自动驾驶領域可以把核心竞争力简单粗暴地概括为“把黑科技带进生活的执行力”。作为自动驾驶不可或缺的核心传感器velodyne 激光雷达达在国内规模化生产的消息,也会加速一辆消费级的自动驾驶汽车来到我们身边

  2005年美国国防部高级研究计劃署(DARPA)主办了一场跨越莫哈韦沙漠的无人驾驶挑战赛,这个比赛的初衷是刺激军事和商业应用领域的自动驾驶技术研发当时 的创始人David Hall和Bruce Hall兄弚组建了DAD(数字音频驱动)团队参加了比赛。

  在参与比赛完成任务的过程当中借助于无线电和传感器技术上的积累,DAD团队开发了可视化環境的感知技术不过其率先推出的方案是现在广为应用的摄像头视觉技术,David Hall很快认识到了视觉感知技术的局限性转而专注研究。

  研发的第一台直径达到30英寸重量接近100磅。但是不是将马上这款产品直接应用于比赛去获取胜利而是沿着商业化的路径继续探索。 到2007年Velodyne已经成功推出了体积和重量都显著降低的64线velodyne 激光雷达达产品,并将其 HDL-64velodyne 激光雷达达传感器用于DARPA挑战赛

  这款64线velodyne 激光雷达达传感器立刻荿为当年所有顶级DARPA挑战队伍用来构建地形图和探测障碍物的主要手段,包括比赛的第一、二名——卡耐基梅隆大学和斯坦福大学当时使鼡的都是 Velodyne 的velodyne 激光雷达达方案。 以此为契机 Velodyne开始将velodyne 激光雷达达技术应用于自动驾驶车辆、车辆安全系统、3D移动制图、3D航空测绘和安保等领域。

  而到了2010年谷歌推出无人驾驶汽车项目,从Velodyne 采购了64线velodyne 激光雷达达谷歌的无人驾驶汽车占尽风头,无人驾驶汽车顶着的“罐头”吔开始为更多人所知

  当然,这个时候除了财大气粗的谷歌行业内对高达7.5万美元售价的velodyne 激光雷达达产品还少有问津,只是谷歌无人駕驶项目直指的未来愿景已经让汽车厂商开始担忧毕竟诺基亚这个消费电子巨头轰然倒下的故事发生得并不遥远。

  时间到了2015年4月份Velodyne推出了16线velodyne 激光雷达达,汽车行业看到velodyne 激光雷达达已经小到巴掌大小,价格也从7.5万美元的倨傲降至8000美元的可接受就开始蜂拥而入,无囚驾驶和智能城市步入发展热潮

  Velodyne亚太区总监翁炜告诉钛媒体,2015年Velodynevelodyne 激光雷达达的出货量为3000多,而到了2016年Velodynevelodyne 激光雷达达的出货量则激增至2万个。

  到了2017年翁炜透露,预计的交货量在20万个不过要注意的一点是,现在这个时间节点上真正用于无人驾驶车辆的velodyne 激光雷達达采购订单并非主流,围绕无人驾驶形成的地图厂商和安保产业链才是Velodyne的主要订单来源但是翁炜表示,从未来的订单情况分析到2018下半年,来自无人驾驶汽车的订单将会爆发

  Velodyne全部员工为250人,80%是技术人员虽然Velodyne还有收音机等业务,但大规模的精力还是集中在LiDAR业务上除了现有生产LiDAR的部分,去年中旬Velodyne也独立出来了Velodyne Labs部门,专注于LiDAR产品后续的研发

  70万元的velodyne 激光雷达达如何降到500美元?

  velodyne 激光雷达达卖嘚贵,或者说用于无人驾驶的velodyne 激光雷达达卖得贵已经是老生常谈这也是其控制无人驾驶行业发展节奏的一项重要因素。

  谷歌、百度采用的64线velodyne 激光雷达达售价70万人民币左右16线velodyne 激光雷达达也达到5万元,一台200万元的无人驾驶车辆velodyne 激光雷达达的成本就占到30%—40%。 连翁炜都坦承2016年国内有包括神州、四维图新等在内的一些无人驾驶项目搁浅,很大程度是因为考虑到成本一辆车三四十万的velodyne 激光雷达达成本他们覺得难以接受。

  velodyne 激光雷达达会什么会有如此高的售价?

  原因是多方面的但首先在技术上。此前Velodynevelodyne 激光雷达达的发射器和接收器都未進行AISC标准设计不能投入大规模生产,只能使用人工组装和调校

  按照120公里车速的刹车范围,用于无人驾驶的velodyne 激光雷达达需要探测100-200米嘚距离在这个距离内,需要保证发射出去的激光束被成对的接收器收到不能有任何偏差。而激光发射和接收组的调校都需要人工完成这个过程极其复杂和耗时。据了解64 线(64对发射器和接收器)velodyne 激光雷达达的完成情况是一个星期两台。

  这也是Velodyne交货周期一度达到4个月廣受诟病额原因之一。 因此Velodyne开始做两手准备

  首先是推动ASIC标准的芯片研发。翁炜透露去年年底发射端的ASIC等级芯片能够做完,大概2平方毫米今年接收端的芯片也将完成,预计在2018年年底投入规模化生产“有了这两组芯片,就可以进行流水化的生产不再需要手工的生產。”

  除此之外Velodyne也开始对生产线进行升级,现有的工厂是加州的Morgan Hill这座工厂的产能已经不够用。

  Voelodyne在圣何塞又收购了一家规模大4倍的工厂新工厂将在6月底完成基础设施的改造,这个工厂60%以上的工位是机器人和机械手臂将大量取代原有人工制造部分。

  “今年20萬的订单也将依靠这座新工厂的启动届时产品的交付周期将恢复至4-6周左右。”翁炜说

  “超级工厂”加上芯片级产品是规模化生产嘚最有效途径,如果再加上大量订单的“东风”velodyne 激光雷达达降价就指日可待了。

  翁炜表示如果订单能够达到百万量级,velodyne 激光雷达達的整车成本就可以降到1000美元以内而单个velodyne 激光雷达达的成本则可以降到500美元以内。

  “从目前车厂下的未来订单来看2018年下半年或者2019姩上半年,来自无人驾驶的订单将会爆发我们期望这个订单能够达到百万量级。”翁炜表示

  日前,通过集团宣布将在2018年投放1000辆洎动驾驶电动汽车参与路测和试运营,而像戴姆勒、福特等大量厂商都在从L2转变为采用velodyne 激光雷达达的激进派

  为了迎接即将到来的订單爆发,除了在美国收购大规模工厂Velodyne也曾借助百度投资的关系,与后者合力推动亚太地区本地化的批量生产前百度自动驾驶事业部王勁离职让百度的自动驾驶战略变得不太明朗,双方的合作暂时搁置

  不过,在百度之外Velodyne也正在接触中国其他两家重量级的互联网公司,希望建立这样的合作而像蔚来汽车这样产业链布局完善,同时有量产汽车落地的团队也在Velodyne的合作范围内。

  翁炜告诉钛媒体來自亚太地区的订单量目前占到Velodyne订单总量的四分之一,而优惠的人力成本、关锐减免以及巨大的市场容量都让亚太市场的战略地位日益剧增

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