車載激光雷達低成本方案將加速無人駕駛到來

　　Quanergy: 全固態激光雷達的開拓者

　　在CES2016 上展出的一款重量級產品分別是來自Quanergy 的“固態”Solid State 激光雷達 S3和由福特汽車發布用于無人駕駛計劃的Velodyne Hybrid Solid State“混合固態”激光雷達VLP-16 PUCK。

　　“固態”概念可以稱為基于電子部件，無機械旋轉部件的解決方案。基于置于車頂的360 度機械旋轉激光雷達實現。它的性能非常好，但是相應的也具有成本過高，體積大、外部可見等劣勢。“固態”激光雷達產品則由于采用電子方案去除了機械旋轉部件，因此具有低成本(幾百美元級別)和體積小、可集成至傳統車輛外觀中的特點。行業對固態硬盤的出現仍處觀望態度。1)對成本是否能有如此大幅下降抱有疑問;2)激光特性在大霧等天氣仍然并不適用。

　　圖3 Quanergy 固態激光雷達

　　圖4 Velodyne 固態激光雷達

　　目前，Quanergy共推出了兩款3D激光雷達產品，一款是安裝在奔馳智能駕駛測試車上的The Mark VIII，另一款就是第一款專為智能駕駛汽車設計的全固態激光雷達S3。

　　S3全固態激光雷達基于相控陣技術代替了機械激光雷達的外部旋轉部件，大幅度縮小了產品體積，便于在汽車上安裝且不占據過多空間。同時，約250美元的價格也易于讓市場更接受。但是，由于其使用的有關電子部件不能像機械旋轉部件一樣360°旋轉，只能探測前方不超過180°的視角范圍，因此一輛智能汽車一般至少需要4至6個S3激光雷達。

　　實際上，該款全固態激光雷達對Quanergy公司來說還是一個“早產兒”，其在測量精度、水平視野等參數特性上還有待進一步提升。S3激光雷達是Quanergy公司與Delphi公司合作后所推出的中間產品，并非最終供貨產品。雖然該產品暫時只是作為研究成果存在，并未上市推廣，但其全固態技術突破對于車用激光雷達的發展卻有著重大的意義。

　　5.2 國內企業加速追趕，目標產品逐步成型

　　國內與國外比起來，在多線激光雷達上有較大差距，但是應用于服務機器人、掃地機器人的激光雷達并沒有太大差別。國內的激光雷達產品多用于服務機器人、地形測繪、建筑測量等領域，尚未研制出可用于ADAS及無人駕駛系統的3D激光雷達產品。不過，隨著智能汽車的浪潮從國外涌向國內，以鐳神智能、思嵐、巨星等為代表的多家國內企業也開始嘗試進入車用激光雷達這個新興行業。

　　鐳神智能表示，對于用于汽車防撞單線雷達，會先將其原理系統做好，未來會繼續研發8線束、16線束及32線束激光雷達，并預計于年底研發出一款16線束激光雷達。

　　6 “降維+黑科技”，激光雷達方案成本或大幅下降

　　目前行業有三種方式來降低整個激光雷達的使用成本：1)降維：使用低線束低成本激光雷達配合其他傳感器提高整體系統的穩定性，降低激光雷達依賴和成本。2)黑科技： 新的激光技術“固態”激光雷達的價格大幅下降，有望成為顛覆行業的黑科技。3)規模效益：目前激光雷達的應用仍然較小，當無人駕駛汽車的產量大幅上升將帶來極大的規模效益。

　　圖5：激光雷達低成本化的主要路徑

　　Velodyne公司選擇了路徑1 ，將原先的64線束激光雷達降低為32線束，最初Ultra Puck的設計方案是16線束，但3D繪圖效果不盡如人意，因此最終使用了32線束。雖然Ultra Puck在測量精度與3D繪圖效果方面不如HDL-64E，但考慮到性價比因素，前者更適合應用于無人駕駛汽車。

　　而Quanergy公司采用了固態化的低成本方案。S3激光雷達就是其推出的第一款全固態激光雷達，盡管在水平視野等參數上還略有缺陷，但激光雷達固態化趨勢勢必推動產品成本及價格大幅下降。