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| 本文作者： 大壯旅 | 2017-12-06 14:20 |
雷鋒網(wǎng)按：雖然已成為激光雷達(dá)市場(chǎng)一霸，但 Velodyne 在產(chǎn)品研發(fā)上依然相當(dāng)認(rèn)真。
前不久，這家公司正式推出了打磨已久的新款 128 線(xiàn)激光雷達(dá)傳感器 VLS-128，再次甩開(kāi)其它競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。從技術(shù)性能來(lái)看，VLS-128在探測(cè)距離和分辨率上已全面超越市場(chǎng)上的現(xiàn)有產(chǎn)品。
Velodyne CTO Anand Gopalan 指出，“VLS-128 是高速駕駛的理想伙伴，它能及早感應(yīng)到車(chē)輛周邊的物體。”除此之外，它還能“捕捉豐富的數(shù)據(jù)，分辨率高到無(wú)需攝像頭就能完成目標(biāo)分類(lèi)?！?/p>
據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，想要讓自動(dòng)駕駛汽車(chē)在高速公路上實(shí)現(xiàn) 70 英里/小時(shí)（約合113 千米/小時(shí)）的高速巡航，激光雷達(dá)至少要“看清”車(chē)輛前方 200 到 250 米范圍內(nèi)的圖景，及時(shí)發(fā)現(xiàn)障礙物并判定它到底是什么。
與 HDL-64 相比，VLS-128 的“視力”直接乘以 3（300米），分辨率則提升到了 0.1°。
用這些驚人參數(shù)武裝起來(lái)的 VLS-128 在 Velodyne 眼中也不同凡響，它希望在這款激光雷達(dá)與那些用在開(kāi)發(fā)平臺(tái)上的傳統(tǒng)激光雷達(dá)傳感器之間劃一條明確的分割線(xiàn)。
眼下，Velodyne 的激光雷達(dá)產(chǎn)品主要用在繪制精確的 3D 地圖上。隨著激光雷達(dá)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)逐漸升溫，VLS-128 也會(huì)加入戰(zhàn)團(tuán)，成為各開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的新神器。
VSL-128 的點(diǎn)云
HDL-64 的點(diǎn)云
HIS Markit 資深分析師 Akhilesh Kona 認(rèn)為，如今汽車(chē)巨頭們開(kāi)始轉(zhuǎn)變思路，它們紛紛豪擲千金收購(gòu)激光雷達(dá)公司。
舉例來(lái)說(shuō)，10 月份福特就買(mǎi)下了 Princeton Lightwave，而通用也默契將激光雷達(dá)公司 Strove 收入囊下。供應(yīng)商巨頭大陸去年則拿下了 Advanced Scientific Concepts（ASC） 的激光雷達(dá)業(yè)務(wù)。
一方面來(lái)看，整個(gè)行業(yè)都在期待新的激光發(fā)射器技術(shù)（波長(zhǎng)超過(guò) 1400nm）。Kona 表示，搭載這種技術(shù)的激光雷達(dá)有更高的分辨率和更遠(yuǎn)的探測(cè)距離，Princeton Lightwave、大陸和 Luminar 等公司都在研發(fā)此類(lèi)激光發(fā)射器。
另一方面，Kona 也指出，技術(shù)供應(yīng)商們都在持續(xù)提升產(chǎn)品耐用度，并不斷幫激光雷達(dá)做瘦身手術(shù)，同時(shí)產(chǎn)品成本也在持續(xù)走低。無(wú)論是機(jī)械式、微機(jī)電（MEMS）還是固態(tài)激光雷達(dá)都在受益。
需要注意的是，自動(dòng)駕駛汽車(chē)需要各種類(lèi)型傳感器的輔助已經(jīng)是各家廠商的共識(shí)。雖然有意用激光雷達(dá)一統(tǒng)江湖，但 Velodyne 也不敢說(shuō)激光雷達(dá)就能替代現(xiàn)在已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的各種傳感器。相反，它將自家的改進(jìn)型激光雷達(dá)定位為“自動(dòng)駕駛汽車(chē)計(jì)算功能安全和冗余的守護(hù)者?！?/p>
想要評(píng)估激光雷達(dá)技術(shù)的性能提升，最好能理解它與其它傳感器，如視覺(jué)攝像頭和雷達(dá)的差別。
VSI Labs 創(chuàng)始人兼首席咨詢(xún)師 Phil Magney 指出，“激光雷達(dá)相對(duì)于其他傳感器的優(yōu)勢(shì)在于它對(duì)車(chē)輛周?chē)拿總€(gè)點(diǎn)都能有個(gè)精準(zhǔn)的距離測(cè)量。不過(guò)，激光雷達(dá)也有軟肋，它分辨率相對(duì)較低，而且辨別色彩的能力較弱?！?/p>
Magney 解釋稱(chēng)，Velodyne 的 VLS-128 就彌補(bǔ)了傳統(tǒng)激光雷達(dá)的軟肋，它的分辨率得到了大幅提升，能完成目標(biāo)分類(lèi)的工作了。
“視覺(jué)攝像頭分辨率較高，它們?cè)谀繕?biāo)分類(lèi)的能力上大大強(qiáng)于激光雷達(dá)。不過(guò)，攝像頭在測(cè)距的精確度上卻一塌糊涂?！盡agney 指出。“想解決這一問(wèn)題，我們一般會(huì)將雷達(dá)測(cè)距的數(shù)據(jù)融合進(jìn)攝像頭，這樣在某些應(yīng)用場(chǎng)景下，精度和分辨率都能得到保證?！?/p>
那么雷達(dá)呢？它又表現(xiàn)如何？關(guān)于該問(wèn)題，Magney 解釋稱(chēng)：“雷達(dá)的測(cè)距能力相當(dāng)不錯(cuò)，但分辨率這一項(xiàng)完全是瘸腿。雷達(dá)知道周?chē)形矬w存在，它甚至能測(cè)出該物體的運(yùn)動(dòng)和相對(duì)速度。當(dāng)然，新的毫米波雷達(dá)已經(jīng)補(bǔ)上了分辨率這一環(huán)，有能力對(duì)物體進(jìn)行分類(lèi)?！?/p>
在機(jī)械式激光雷達(dá)上，Velodyne 確實(shí)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。在 Magney 看來(lái)，“Velodyne 在激光雷達(dá)上絕對(duì)是業(yè)界當(dāng)之無(wú)愧的一哥，不過(guò)它的市場(chǎng)偏向開(kāi)發(fā)者，而這些人對(duì)產(chǎn)品售價(jià)并不敏感?！?/p>
Magney 指出，“雖然 360 度激光掃描在開(kāi)發(fā)和繪制高清地圖時(shí)必不可少，但對(duì)量產(chǎn)車(chē)來(lái)說(shuō)，稍小的視場(chǎng)（FOV）并非不可接受。就拿新款?yuàn)W迪 A8 來(lái)說(shuō)，它就用了法雷奧 Scala 組件，這款前置設(shè)備就是可以產(chǎn)生目標(biāo)數(shù)據(jù)的智能激光雷達(dá)。
Magney 相信，雖然 Velodyne 主打高端市場(chǎng)，但適當(dāng)推出幾款低成本激光雷達(dá)設(shè)備能幫它們打通走向量產(chǎn)車(chē)的大道。
“法雷奧的設(shè)備就是最好的例子，而 Quanergy 和 Pioneer 也宣稱(chēng)掌握了類(lèi)似技術(shù)?！彼忉尩??！斑@些設(shè)備只賣(mài)幾百美元，此外市場(chǎng)上還涌現(xiàn)了許多不到 100 美元的廉價(jià)產(chǎn)品。不過(guò)，由于分辨率較低，它們的能力有限?！?/p>
關(guān)于未來(lái)的激光雷達(dá)技術(shù)，IHS 的 Kona 有以下理解，他認(rèn)為技術(shù)的發(fā)展將分成三個(gè)階段逐級(jí)進(jìn)化：
第一階段是機(jī)械掃描，我們就處在這個(gè)階段；
第二階段則為固態(tài)掃描（2020 年量產(chǎn)），
第三階段激光雷達(dá)則會(huì)進(jìn)化到純固態(tài)形式（2020 年以后）。
不同類(lèi)型激光雷達(dá)的對(duì)比
如上表所示，純固態(tài)激光雷達(dá)有不同的類(lèi)型，包括基礎(chǔ) Flash，高分辨率 Flash，光學(xué)相控陣和調(diào)頻連續(xù)波等。基礎(chǔ) Flash 已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段，成了許多 ADAS 系統(tǒng)標(biāo)配，而其他類(lèi)型的純固態(tài)激光雷達(dá)則還在研發(fā)當(dāng)中。
需要注意的是，激光雷達(dá)公司非常精明，沒(méi)人愿意將雞蛋放在一個(gè)籃子里。就拿 Velodyne 和法雷奧來(lái)說(shuō)，它們都在同時(shí)推進(jìn)機(jī)械式和純固態(tài)激光雷達(dá)的研發(fā)。
Kona 還指出，不同的場(chǎng)景需要搭配不同的激光雷達(dá)。如果主要側(cè)重高速駕駛，那么視場(chǎng)較窄的遠(yuǎn)程激光雷達(dá)就是最佳選擇。如果側(cè)重城市駕駛，那么視場(chǎng)寬度就成了關(guān)鍵問(wèn)題，否則它可能無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)街角的行人。
除此之外，大陸和法雷奧旗下還有固態(tài) Flash 激光雷達(dá)。不過(guò)，這些產(chǎn)品售價(jià)僅為百元（美元）級(jí)別，分辨率和探測(cè)距離都較為有限。
類(lèi)似 Velodyne、lbeo 和法雷奧等公司也能提供高分辨率的360 度機(jī)械式激光雷達(dá)，至于價(jià)格（Velodyne 的產(chǎn)品售價(jià)高達(dá) 8 千美元）和體積，就不太適合普通車(chē)輛。同時(shí)，由于機(jī)械式激光雷達(dá)裝載了大量可動(dòng)部件，因此它們?nèi)菀资艿杰?chē)輛振動(dòng)的影響。
Velodyne 公布的 VLS-128 目標(biāo)分類(lèi)能力可謂一石激起千層浪，業(yè)內(nèi)人士開(kāi)始不禁思考起自動(dòng)駕駛汽車(chē)的未來(lái)。最終它們是會(huì)擁抱中央融合架構(gòu)？還是分布式傳感器處理模型？
在接受采訪(fǎng)時(shí)，Velodyne 公司 CTO 稱(chēng)，許多汽車(chē)廠商和一級(jí)供應(yīng)商都在尋找能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理以增強(qiáng)目標(biāo)分類(lèi)能力的智能激光雷達(dá)。不過(guò)現(xiàn)在，汽車(chē)廠商不得不將攝像頭和激光雷達(dá)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，畢竟所謂的智能激光雷達(dá)還躺在實(shí)驗(yàn)室里。未來(lái)，智能激光雷達(dá)的目標(biāo)是提供更高級(jí)別的信息，包括目標(biāo)清單、定位和分類(lèi)等。
對(duì)此，Magney 評(píng)論稱(chēng)，“Velodyne 稱(chēng)更高的分辨率有利于目標(biāo)分類(lèi)，這就意味著一批輔助性傳感器可以光榮下崗了。畢竟只要掌握了合適的分類(lèi)算法，就能得到你想要環(huán)境模型。在該用例下，就無(wú)需將激光雷達(dá) 的目標(biāo)數(shù)據(jù)與其他傳感器進(jìn)行融合。”
不過(guò)，對(duì)于 Velodyne 稱(chēng) VLS-128 是唯一可以完成目標(biāo)分類(lèi)激光雷達(dá)的說(shuō)法，Magney 表示不敢茍同。“市場(chǎng)上還有其他激光雷達(dá)也將分類(lèi)算法塞進(jìn)了傳感器套裝，法雷奧的 Scala 就是最好的例子，雖然它只是前置設(shè)備，沒(méi)有 VLS-128 的 360 度視角?！盡agney 解釋道。
在被問(wèn)到是否汽車(chē)行業(yè)較為偏愛(ài)分布式傳感器處理的道路時(shí)，Magney 干脆的回答稱(chēng)“不是所有人都想要處理后的數(shù)據(jù)（經(jīng)過(guò)了加工）”。
他表示：“AI 的擁護(hù)者更偏愛(ài)原始數(shù)據(jù)，當(dāng)然混合型數(shù)據(jù)也不錯(cuò)，不過(guò)它還是會(huì)缺乏目標(biāo)數(shù)據(jù)?！?/p>
IHS 的 Kona 同意這一觀點(diǎn)，他表示：“這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有正確答案?！币恍┢?chē)廠商已經(jīng)開(kāi)始打造自己的自動(dòng)駕駛軟件算法了?！捌渲幸恍└珢?ài)激光雷達(dá)和其他傳感器搜集的原始數(shù)據(jù)，而非那些被加工過(guò)的?！?/p>
不過(guò)，那些沒(méi)有涉足算法開(kāi)發(fā)的則更需要有目標(biāo)分類(lèi)能力的激光雷達(dá)。
在發(fā)布會(huì)新聞稿中，Velodyne 表示：“有了超遠(yuǎn)的探測(cè)距離和高分辨率數(shù)據(jù)，VLS-128 讓自動(dòng)駕駛汽車(chē)能通吃高速和城市駕駛的工況。同時(shí)，這款產(chǎn)品的誕生就是為了解決全自動(dòng)駕駛汽車(chē)在高速工況下會(huì)遇到的各種極端情況。此外，買(mǎi)家還可以此為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)擴(kuò)展功能并在新環(huán)境下進(jìn)行更多測(cè)試。”
不過(guò)，激光雷達(dá)真的能解決“所有極端情況”嗎？VLS-128 真的不會(huì)把路上的塑料袋認(rèn)成硬物嗎？
Magney 指出，“雖然 VLS-128 開(kāi)了 360 度的天眼，但在我看來(lái)，想解決所有極端情況這些數(shù)據(jù)還不夠。一些極端情況下遮擋物體的出現(xiàn)會(huì)讓傳感器喪失視覺(jué)。”
此外，Magney 也強(qiáng)調(diào)，“你必須清楚的一點(diǎn)是，解決極端情況主要靠預(yù)測(cè)軟件，而不是激光雷達(dá)數(shù)據(jù)本身。不過(guò)，如果能將激光雷達(dá)的精度與 AI 相結(jié)合，在解決各種極端情況時(shí)就能游刃有余了?！?/p>
Kona 同意該觀點(diǎn)，他認(rèn)為 Velodyne 夸下海口只是一種市場(chǎng)策略。
現(xiàn)在，Velodyne 還不愿透露 VLS-128 的成本，而此前 Velodyne 最便宜的產(chǎn)品 VLS-16 定價(jià)就高達(dá) 8000 美元）。
Magney 表示：“在我看來(lái)，成本是現(xiàn)階段激光雷達(dá)普及的最大障礙?！彪m然 Velodyne 并未公布新激光雷達(dá)的價(jià)格，但 64 線(xiàn)產(chǎn)品都賣(mài)到 7.5 萬(wàn)美元，128 線(xiàn)產(chǎn)品恐怕只會(huì)更貴，對(duì)量產(chǎn)車(chē)來(lái)說(shuō)，這價(jià)格根本是天方夜譚。同時(shí)，他認(rèn)為雖然 VLS-128 性能強(qiáng)悍，但限于昂貴的售價(jià)，其應(yīng)用范圍較窄。
不過(guò)，Magney 并未排除 Velodyne成為商業(yè)車(chē)隊(duì)主要供應(yīng)商的可能性，未來(lái)自動(dòng)駕駛出租車(chē)和卡車(chē)應(yīng)該會(huì)有完全不同的盈利模型。
在發(fā)布 VLS-128 的同時(shí)，Velodyne 再次談到了它對(duì)圣何塞工廠自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的投資。
Velodyne 信心十足的表示，2018 年圣何塞工廠就能年產(chǎn) 100 萬(wàn)臺(tái)激光雷達(dá)。雖然它的生產(chǎn)計(jì)劃看起來(lái)挺可靠，但人們還是會(huì)心生疑問(wèn)，激光雷達(dá)生產(chǎn)起來(lái)到底有多復(fù)雜？
VLS-128（右）和HDL-64（左）
“通常來(lái)說(shuō)，制造機(jī)械掃描式激光雷達(dá)相當(dāng)有挑戰(zhàn)性。首先，需要將機(jī)械透鏡、電動(dòng)機(jī)和其它半導(dǎo)體元件整合進(jìn)一個(gè)模塊。其次，這個(gè)模塊必須能經(jīng)受住各種惡劣的環(huán)境（如振動(dòng)和極端氣溫等）。”Kona 解釋道。不過(guò)，Velodyne 經(jīng)驗(yàn)豐富，它做這類(lèi)工作已經(jīng)有十多年了，同許多汽車(chē)廠商都有過(guò)合作經(jīng)驗(yàn)。
Kona 猜測(cè)，Velodyne 可能會(huì)有激光雷達(dá)的制造專(zhuān)利（如激光定位和系統(tǒng)制造），同時(shí)它的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)在開(kāi)發(fā)和制造上積累的經(jīng)驗(yàn)相當(dāng)豐富，這也是它相對(duì)于其他供應(yīng)商的優(yōu)勢(shì)。
Velodyne CTO 還表示，Velodyne 正在設(shè)計(jì)自己的特定用途集成電路（ASIC），以便減少激光雷達(dá)內(nèi)部零部件的數(shù)量。過(guò)去幾年中，Velodyne 已經(jīng)有了巨大的進(jìn)步，32 線(xiàn)時(shí)代，Velodyne 的激光雷達(dá)還需要數(shù)千個(gè)零部件，但到了 VLS-128 這一代產(chǎn)品，零部件數(shù)量就縮減到了幾百個(gè)。
Kona 相信，半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步會(huì)讓制造變得越來(lái)越簡(jiǎn)單?！癡elodyne 的零部件功能整合新方式和可大規(guī)模量產(chǎn)的半導(dǎo)體技術(shù)將大大提升它們的產(chǎn)能?！彼f(shuō)道。
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