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Yole預(yù)測(cè)，到2025年，全球范圍內(nèi)安裝激光雷達(dá)的汽車規(guī)模將達(dá)到150萬(wàn)輛。到2030年，有望逼近1200萬(wàn)輛，這意味著大約每8輛車中就會(huì)有1輛搭載了激光雷達(dá)。一旦到達(dá)這個(gè)產(chǎn)能級(jí)別，激光雷達(dá)的普及有望繼續(xù)提速。
從近期各大車企發(fā)布的新車型來看，已經(jīng)紛紛體現(xiàn)出了對(duì)激光雷達(dá)的青睞。小米首款汽車、理想L9、 蔚來ES7、小鵬G9……激光雷達(dá)迎來了一波“上車”小高潮。
9月27日，上汽集團(tuán)旗下的飛凡汽車正式上市，搭載了Luminar 的1550nm激光雷達(dá)。這進(jìn)一步釋放出激光雷達(dá)加速“上車”的訊號(hào)，也拉開了1550nm激光雷達(dá)量產(chǎn)的大幕。
9月15日，Luminar宣布了前哈曼國(guó)際大中華區(qū)總裁陳鈺博士（Jackie Chen）加入Luminar并出任中國(guó)區(qū)負(fù)責(zé)人的消息。陳博士履新后，日前首次接受了<與非網(wǎng)>等媒體采訪，就激光雷達(dá)在汽車市場(chǎng)的機(jī)遇、前景，以及Luminar在中國(guó)市場(chǎng)的戰(zhàn)略規(guī)劃等等，進(jìn)行了全面深入的溝通。
激光雷達(dá)的感知優(yōu)勢(shì)
陳博士表示，隨著汽車走向電動(dòng)化、智能化，自動(dòng)駕駛將極大程度地提升未來安全出行的效率。自動(dòng)駕駛主要有三大要素：感知、決策、控制，對(duì)周圍環(huán)境精確周密的感知是所有決策的基礎(chǔ)，也是未來自動(dòng)駕駛汽車的安全保障。
由于行車自動(dòng)駕駛，一般運(yùn)行工況是中高速，所以在選擇傳感器方面，需要檢測(cè)距離比較遠(yuǎn)的傳感器。目前，這些傳感器主要是攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)。在數(shù)據(jù)處理上進(jìn)行一些數(shù)據(jù)的融合，能夠充分發(fā)揮不同類型傳感器的各自優(yōu)勢(shì)。
激光雷達(dá)本身是由激光探測(cè)和激光測(cè)距兩方面組成，它能夠?qū)崟r(shí)接收反饋，保持對(duì)外界敏感的感知率，具有分辨率較高、抗干擾能力強(qiáng)、受外界環(huán)境影響小、定向性好、測(cè)量距離遠(yuǎn)、測(cè)量時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。通過多條線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描，可以獲得物體三維空間的深度信息，能夠了解物體及障礙物的基本特征與局部細(xì)節(jié)，達(dá)到高精度、可靠性強(qiáng)的測(cè)量方式。
因此，激光雷達(dá)可以在很大程度上提升感知系統(tǒng)的探測(cè)能力、增加感知系統(tǒng)的冗余性。主要優(yōu)勢(shì)是能夠通過優(yōu)質(zhì)的探測(cè)能力構(gòu)建三維立體的環(huán)境，解決目前很多自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中無(wú)法解決的一些邊緣場(chǎng)景問題，比如車輛cut in、檢測(cè)車后的突出物、道路中的異形物等。
十年磨一劍，激光雷達(dá)2022年批量“上車”
據(jù)了解，Luminar激光雷達(dá)系統(tǒng)主要包括幾大核心零部件：高效能的激光器、敏感高范圍接收能力的接收器、動(dòng)態(tài)的二維掃描方式。通過將Optogration的InGaAs光電探測(cè)器芯片與BFE(Black Forest Engineering)生產(chǎn)的硅ASIC相結(jié)合，Luminar打造了激光雷達(dá)接收器和處理芯片，據(jù)稱是同類產(chǎn)品中靈敏度最高、動(dòng)態(tài)范圍最高的InGaAs接收器，能夠每秒獲取和處理千兆位的精確數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生最佳的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)。
一個(gè)激光雷達(dá)本身離不開核心零部件技術(shù)的開發(fā)和技術(shù)的掌握，包括專利、未來供應(yīng)鏈、批量生產(chǎn)、成本和質(zhì)量的控制。陳博士介紹，Luminar作為全球汽車激光雷達(dá)頭部企業(yè)，成立于2012年，通過十年的磨煉開發(fā)，在1550nm的高效激光器、銦鎵砷探測(cè)器，包括接收器和掃描方式等，形成了核心零部件技術(shù)的積累。最近幾年，通過對(duì)一些核心零部件企業(yè)的垂直整合收購(gòu)，進(jìn)一步掌握了1550nm激光雷達(dá)的核心技術(shù)，并保證了供應(yīng)鏈的穩(wěn)固和安全。
推出Iris激光雷達(dá)產(chǎn)品后，Luminar逐步獲得了商業(yè)伙伴主要客戶的量產(chǎn)定點(diǎn)項(xiàng)目，包括沃爾沃、上汽、戴姆勒等。除了與OEM主機(jī)廠的合作，Luminar與行業(yè)其他生態(tài)伙伴也建立了聯(lián)系，給Mobileye提供的激光雷達(dá)今年年底量產(chǎn)，用于Mobileye自動(dòng)駕駛出租車；英偉達(dá)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)解決方案中也搭載了Luminar的激光雷達(dá)。
到目前為止，Luminar已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了突破性的傳感器技術(shù)和性能。并在此之上進(jìn)行了軟硬件整合，包括激光雷達(dá)感知軟件、全棧式解決方案等，目標(biāo)是幫助客戶擴(kuò)大汽車主動(dòng)安全和自動(dòng)駕駛汽車量產(chǎn)的規(guī)模。Luminar的產(chǎn)品主要用于乘用車和卡車，幫助客戶實(shí)現(xiàn)安全、先進(jìn)的自動(dòng)駕駛量產(chǎn)車輛。
陳博士透露，Luminar接下來的目標(biāo)就是幫助客戶實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)定點(diǎn)項(xiàng)目的批量生產(chǎn)，未來18個(gè)月內(nèi)，要支持客戶推出三款面向消費(fèi)者的激光雷達(dá)乘用車。激光雷達(dá)和感知軟件于2022年進(jìn)入批量生產(chǎn)，與此同時(shí)，也將不斷開拓商用汽車、卡車及自動(dòng)駕駛出租車領(lǐng)域的業(yè)務(wù)。
Luminar激光雷達(dá)的差異化優(yōu)勢(shì)是什么？
談及Luminar激光雷達(dá)的技術(shù)路線和差異化優(yōu)勢(shì)，陳博士表示，在Luminar成立初期，激光雷達(dá)的波長(zhǎng)在當(dāng)時(shí)一般是采用905nm，這樣的納米波長(zhǎng)雖然屬于人眼不可見的范圍，但如果功率足夠大會(huì)傷害人眼，存在一定的安全問題。既要提高激光雷達(dá)的激光功率，又不傷害人眼，就要使用1550nm的波長(zhǎng)。
但是，這就需要從檢測(cè)器、接收器等核心部件從零開始研究，因?yàn)楫?dāng)時(shí)硅基材料的接收器無(wú)法實(shí)現(xiàn)1550nm波長(zhǎng)，只能換作銦鎵砷接收器。因此，在開發(fā)激光雷達(dá)的過程中，除了激光器要實(shí)現(xiàn)高功率的激光脈沖、高質(zhì)量的光速，還要能夠研究銦鎵砷的接收器。
轉(zhuǎn)鏡+擺鏡雙軸掃描
在掃描方式方面，Luminar采用雙軸掃描，其中橫軸采用轉(zhuǎn)鏡、縱軸采用擺鏡的方式。通過雙軸同時(shí)掃描的方式，能夠覆蓋整個(gè)激光雷達(dá)的視場(chǎng)角。其優(yōu)勢(shì)在于在垂直方向進(jìn)行掃描的過程中，可以優(yōu)化垂直掃描不同區(qū)域的精度；在汽車視野范圍內(nèi)，Luminar定義了ROI（Region ?of ?Interest），即感興趣的駕駛空間，在感興趣的區(qū)域通過增加掃描的線束來提升激光雷達(dá)的掃描密度，實(shí)現(xiàn)高精度掃描以及對(duì)遠(yuǎn)距離物體的識(shí)別。這與傳統(tǒng)機(jī)械式激光雷達(dá)采取陣列的方式不同，Luminar采用的是點(diǎn)光束，而傳統(tǒng)激光雷達(dá)更多使用線光束，只能實(shí)現(xiàn)一維的掃描方式，在垂直方向無(wú)法實(shí)現(xiàn)掃描精度的優(yōu)化。
陳博士強(qiáng)調(diào)，Luminar的掃描方式是轉(zhuǎn)鏡、擺鏡以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的結(jié)合，并非所謂的微振鏡的掃描方式。他進(jìn)一步解釋，采用微振鏡的掃描方式是通過高頻震動(dòng)的微振鏡來實(shí)現(xiàn)的，能夠覆蓋的轉(zhuǎn)角非常有限，并不能覆蓋整個(gè)視場(chǎng)角的全范圍。而要實(shí)現(xiàn)全范圍的視角，需要通過多個(gè)激光器形成多個(gè)激光束，對(duì)一定范圍內(nèi)的視場(chǎng)角通過微振鏡進(jìn)行掃描，然后還需要對(duì)局部的掃描范圍進(jìn)行拼接，處理方式較為復(fù)雜。此外，硅基微振鏡掃描方式需要懸臂梁，高頻震動(dòng)時(shí)，這種結(jié)構(gòu)比較脆弱。也就是說，其拼接方式以及結(jié)構(gòu)問題，導(dǎo)致激光雷達(dá)制造過程中，安裝、調(diào)試非常復(fù)雜且耗時(shí)。Luminar為了實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)的量產(chǎn)，采用了更可靠、更成熟的轉(zhuǎn)鏡加擺鏡相結(jié)合的掃描方式。
1550nm vs. 905nm
至于1550nm與905nm激光雷達(dá)的主要區(qū)別，陳鈺表示，相比905nm，1550nm激光束的能量能夠達(dá)到數(shù)倍以上。根據(jù)人眼安全激光能量的要求，理論上1550nm比905nm激光雷達(dá)發(fā)射的激光能量可以高出十倍以上，但目前Luminar開發(fā)的產(chǎn)品僅采用了幾倍能量的提升，未來的開發(fā)和產(chǎn)品性能還有很大的提升空間。
陳博士解釋說，與905nm相比，由于激光束能量達(dá)到了數(shù)倍提升，因此在測(cè)距方面，1550nm和905nm有本質(zhì)區(qū)別。905nm針對(duì)10%的反射度大約可以檢測(cè)到150米左右；而1550nm激光雷達(dá)能夠達(dá)到兩倍性能，即300米左右。第二，1550nm激光束的能量比較集中，對(duì)遠(yuǎn)處小障礙物（20x30厘米）的識(shí)別能力較強(qiáng)，在50米外可以檢測(cè)到16-21個(gè)點(diǎn)，150米外仍能達(dá)到1-4個(gè)點(diǎn)的檢測(cè)能力。而905nm激光束散射率較高，在更遠(yuǎn)距離且物體比較小的情況下，可能會(huì)無(wú)法進(jìn)行識(shí)別。
差異化賣點(diǎn)
Luminar激光雷達(dá)的獨(dú)特賣點(diǎn)還包括：第一，最大探測(cè)距離可達(dá)600米，在小于10%的反射率對(duì)目標(biāo)障礙物的檢測(cè)和識(shí)別能夠達(dá)到250米的探測(cè)范圍。第二，除了物體檢測(cè)外，激光雷達(dá)另外一個(gè)重要性能是車道跟蹤和車道線檢測(cè)，Luminar能夠達(dá)到150米遠(yuǎn)距離的探測(cè)和檢測(cè)范圍。第三，Luminar提供感知軟件支持，能夠根據(jù)汽車前方道路檢測(cè)情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整感興趣的區(qū)域。例如有時(shí)候上下坡、通過地面障礙物等等，可以根據(jù)汽車姿態(tài)動(dòng)態(tài)識(shí)別汽車可駕駛的空間，從而優(yōu)化感興趣區(qū)域的掃描精度，保持對(duì)前方視野的高精度掃描和探測(cè)。
在中國(guó)的發(fā)展戰(zhàn)略
談及在中國(guó)的發(fā)展戰(zhàn)略，陳博士表示，我們的目標(biāo)是賦能中國(guó)自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的快速發(fā)展，希望Luminar在這一歷史機(jī)遇中扮演重要的角色。如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？主要有三大戰(zhàn)略：
一是差異化，通過掌握激光雷達(dá)的核心技術(shù)及核心零部件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的產(chǎn)品性能；通過激光雷達(dá)軟硬件結(jié)合，在應(yīng)用過程中發(fā)揮最優(yōu)效能，并給客戶帶來增值服務(wù)；與全球的汽車客戶合作開發(fā)量產(chǎn)項(xiàng)目，達(dá)到車規(guī)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，通過這些方面的差異化為客戶創(chuàng)造獨(dú)特的價(jià)值。
二是落地中國(guó)，加強(qiáng)本土化建設(shè)。包括團(tuán)隊(duì)能力的建立及團(tuán)隊(duì)搭建、生產(chǎn)、供應(yīng)鏈、供應(yīng)商在中國(guó)的本土化，以及提高本土化的服務(wù)等。
三是合作伙伴，和行業(yè)中多個(gè)類型的客戶建立長(zhǎng)期合作的關(guān)系。Luminar的客戶覆蓋全球，希望運(yùn)用在國(guó)際汽車市場(chǎng)積累的硬件、軟件經(jīng)驗(yàn)與能力，幫助中國(guó)客戶走出中國(guó)市場(chǎng)，進(jìn)入全球自動(dòng)駕駛汽車市場(chǎng)。
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