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激光雷达量产前夜:卡位、厮杀、下沉

投中网   |   韩敬娴、靖宇
2019-08-13 19:17:58

曾经的王者不得不面对外界的挑战与自身创新的瓶颈,新的挑战者们谁又能成为代表下一代的“新王”?

作者:韩敬娴、靖宇

编辑:张丽娟

据路透社报道,近日,俄罗斯一辆自动驾驶状态下的特斯拉Model3型号轿车在莫斯科撞上一辆拖车,随后整辆车燃烧成火球。驾驶该车辆的司机称事故发生时车辆正处于辅助驾驶模式。

这并不是特斯拉第一次因自动驾驶功能发生事故,其中就包括2016年5月特斯拉model S撞上卡车的命案。

虽然Elon Musk一直认为激光雷达没有必要,摄像头+毫米波雷达的方案足矣,但从特斯拉接二连三的事故中不难发现这两种同类传感器的不足:强光、黑暗或者斑驳的道路上视觉传感器容易失去作用,加之毫米波雷达的分辨率又比较低,容易造成误判。

作为自动驾驶无法绕过的核心传感器,激光雷达的重要性再次被提起。

2005年,Velodyne首次将激光雷达用到自动驾驶上,Velodyne的名字也在之后的十年时间里代表着激光雷达江湖的霸主地位,犹如《权利的游戏》中的“铁王座”。

但激光雷达高精密仪器属性与大规模量产的矛盾在自动驾驶爆发之后被迅速放大,低产高价暴露的市场空缺引来大批分食者:2014年左右行业内出现大批新生代激光雷达公司,Quanergy、Luminar、Innoviz、北醒光子、北科天绘......

曾经的王者不得不面对外界的挑战与自身创新的瓶颈,新的挑战者们谁又能成为代表下一代的“新王”?激光雷达量产前夜,一场关于技术路线、降成本路径、落地场景的战争正在进行中。

视觉VS激光雷达

激光雷达运用到自动驾驶领域要从一个名为“DARPA Grand Challenge ”的自动驾驶汽车挑战赛说起。

激光雷达技术早在上世纪就开始应用于军事领域,继而用于航空测绘领域,成立于2014年的速腾聚创在成立之初生产的一款单线的激光雷达就是主要应用在测绘领域。

2004 年,美国国防高级研究计划局DARPA 举办了名为 DARPA Grand Challenge 的自动驾驶汽车挑战赛,比赛中主办方设置了100 万美元的冠军奖金,前提是需要让汽车在没有人为控制的情况下自动行驶 240 公里。 

由于成本限制、路况复杂以及传感器技术有限,直到2005年一个名为 David Hall 的工程师提出了基于64 线旋转激光雷达的方案,才让这一挑战变成现实。

David Hall 正是Velodyne的CEO,也是推动激光雷达颠覆汽车产业的“关键先生”。此后,激光雷达开始成为自动驾驶汽车方案常规标志。

激光雷达是一种综合的光探测与测量系统,可以分为机械式激光雷达、固态激光雷达。相比普通雷达,激光雷达可提供高分辨率的辐射强度几何图像、距离图像、速度图像。根据线数的不同,激光雷达又具体分为2D、2.5D(1,4,8线)和3D(16,32,64线)三类产品。

在自动驾驶行驶过程中,激光雷达通过对车辆周围环境进行3D建模,获得环境的深度信息,识别障碍物,构建可行驶区域。

相比摄像头+毫米波雷达,激光雷达能够对周围进行精准的三维信息,而且不容易受光照影响。但也有如Elon Musk者认为激光雷达适合汽车场合,虽然他澄清并不对激光雷达抱有偏见,但结论并未改变。 

视觉还是激光雷达的路线在自动驾驶领域一直争议不断。 

小马智行创始人楼天城曾在今年7月的一场自动驾驶主题分享活动中提到,“激光雷达路线还是计算机视觉路线未必真的有答案,自动驾驶感知技术路线之争并不是单一技术路线之争,而是和整个系统有关的。”

以Robotaxi为落地目标的公司们指向的都是高级自动驾驶,需要考虑的是可靠性,成本占次要地位,因此大多占激光雷达阵营。但特斯拉做的是量产车,要卖给终端用户,必须考虑成本,而激光雷达成本太高。

成本一直是制约激光雷达迟迟没有在汽车领域大规模应用的关键因素。

Velodyne的64线机械式激光雷达,产品售价高达8万美元,而且下单之后要几个月才能发货。2016 年 8 月,百度与福特以 1.5 亿美元共同投资了 Velodyne,才顺理成章地拿到了 Velodyne的优先提货权。

高价的背后,一方面是因为Velodyne的先发优势、行业壁垒等构筑起了其他公司无法逾越的高墙;另一方面,Velodyne的主打产品是机械式激光雷达,每台都需要有经验工程师手工调教,近乎手工艺品,且元器件产业链不成熟,难以降低成本。

群雄逐鹿

“过去的市场格局造成了激光雷达市场规模太小,没有规模效应,所以说单价高也是很正常的,然后因为规模太小,导致大家没什么人愿意投入资源在到这个方向,所以说全球在来到这个方向投入长期不足。从2015年开始突然爆发,这其实是自动驾驶的需求倒推市场。”流深光电创始人孙伟伟对CV智识表示。

需求的增长与产能的低效,暴露了行业的分食机会。

2015年10月,Quanergy公司宣布与Delphi公司合作,为无人驾驶汽车开发一种固态激光雷达系统,每台单价低于1000美元。同一年,Velodyne推出的16线激光雷达还高达8000美元。

Quanergy掀起了行业卡位战的一角,Luminar、Innoviz、AEye、LeddarTech、Ouster、TetraVue和中国的北醒光子、北科天绘、速腾聚创等,越来越多的企业加入挑战Velodyne“铁王座”的战争中。

挑战者们带来的最直接的冲击就是——价格。

Quanergy 目前的固态传感器芯片定价仅为 250 美元,它的CEO Eldada还强调,未来的目标是将激光雷达售价拉低到 100 美元以下;Luminar的每台Iris售价不到1000美元。

“所谓比车还贵的激光雷达确实是一个过渡品,未来的固态激光雷达肯定是成本控制到一个非常合理的价格,就跟我们正常所有的毫米波一样”北醒光子联合创始人郑凯对CV智识表示。

市场是现实的,悬殊的价格差异让资本、汽车厂商们纷纷拥抱低成本传感器公司们,尽管从去年开始,资本市场对于自动驾驶的投资热情大减,但对于核心传感器的投资并未“停歇”:Innoviz、Baraja、Ouster、北醒光子纷纷完成新一轮融资,背后除了资本还有宝马等车企的身影。

除了直接的价格竞争之外,挑战者们带来的还有技术路径的差别。 

Velodyne的传统优势是机械式激光雷达,而越来越多的挑战者们倾向于固态激光雷达。

激光雷达按有无机械旋转部件分类,包括机械激光雷达和固态激光雷达。与机械激光雷达相比,固态激光雷达尺寸较小、性价比较高、测量精度相对低一些,可隐藏于汽车车体内,不会破坏外形美观。

因此激光雷达厂商们开始瞄准MEMS、FLASH、OPA等三种混合固态及固态激光雷达技术路线,当然这三种细分路线也各有差异,从成本来说,FALSH比MEMS要好;从技术难度来说,FLASH比OPA难度要小的多,MEMS属于混合固态类型,产品一致性没法保证。

被竞争和市场环境倒逼的Velodyne也开始调整策略,2018年CES上Velodyne展示了第一款固态激光雷达—Velarray。

市场全部看向固态激光雷达,是否意味着机械激光雷达会被完全取代呢?

速腾聚创合伙人王嗣翔对CV智识表示,“固态激光雷达一定是趋势,但也不能说完全取代机械激光雷达,因为机械本身有它的优点,比如机械可以做到360度,机械也可以应用到一些对价格成本不那么敏感的领域,比如安防、智慧城市等。”

饮冰科技创始人姜波则将传统机械激光雷达、芯片化激光雷达、固态激光雷达类比为磁鼓存储器、机械硬盘和固态硬盘,“现在固态硬盘还不成熟,但是机械硬盘是可以做的。”所谓芯片化激光雷达简单来说就是将机械式激光雷达的多通道集合到芯片上。

向下落地

今年4月17日,2019上海车展期间Velodyne召开新闻发布会,会上Velodyne Lidar总裁兼CCO Michael Jellen表示:“辅助驾驶和自动驾驶已是不可阻挡的潮流,我们的初衷就是希望能提供更好的感知性能,让汽车驾驶更加智能高效、安全舒适。”

6 月,法雷奥对外透露:已经从四家全球主流车企获得总价值约为 5 亿欧元的订单。早在2017年,法雷奥的 4 线产品 ScaLa(第一代)就开始装配到拥有 L3 级自动驾驶功能的 A8 车型上。

从上面两家激光雷达企业的对外发言以及公开的数据信息不难看出,激光雷达应用正在下沉。激光雷达的确是随着自动驾驶而受到更多关注,但这并不代表激光雷达就是专门为高级别L4/L5自动驾驶打造的传感器。

目前情况来看,激光雷达应用主要分为两个部分:一是落地到自动驾驶测试的无人车上,另外一类是落地到汽车厂商推出的具有辅助驾驶功能的量产车上。

前者的无人车又分为载人以及载物两种,载人无人车量产仍需时间,但载物无人车量虽然并不算大,但落地速度更快,因此很多激光雷达厂商瞄准了这一领域。

比如国内的北科天绘就搭载到京东和菜鸟的无人物流配送车上,北科天绘销售总监张涛曾对媒体表示,“无人物流小车在行业内来看是最先能够落地的产品化量产的一个场景。”

在辅助驾驶功能的量产车上是否需要激光雷达,业内一直存在争议。

有些汽车制造商认为在高度自动驾驶时才会使用激光雷达,而在L3级以下应用只需采用摄像头和毫米波雷达的组合,比如特斯拉。

但随着低价激光雷达的发展,宝马就决定在2021 年L3 级的自动驾驶汽车上使用Innoviz推出的InnovizOne 激光雷达,该产品可为 3 级到 5 级自动驾驶提供 3D 感知能力。

“市场正在发生改变,我们现在要将一部分精力分给 ADAS 终端”,今年 3 月,Velodyne 创始人 David Hall 对外界表示。在今年的 CES 上,Velodyne 发布了近距离激光雷达产品 VelaDome。

从过去高举高打主推 L4/L5 级自动驾驶,激光雷达公司按照技术既有路线和发展速度寻找下沉市场,据前瞻产业研究院发布的《激光雷达行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据显示,光我国的激光雷达市场规模在2022年就将达到4.64亿元。

结语

自动驾驶的汹涌浪潮将激光雷达推到了浪尖,群雄逐鹿,暂时还并没有出现明确的主导技术方向,不同公司推出不同的技术路线产品,各家蓄势待发之间尽显对这一领域的势在必得。 

但要想成为“车规”级产品,姜波透露,必须要同时满足“成本够低”、“可靠”以及“可量产”三个重要条件。

“现在的创新公司有两种:一种是防御性的创新,另一种是自我进步型的创新。防御性创新劳民伤财,往往需要花大量的时间、精力、金钱去防止被别人赶超,最后还防不胜防;自我进步型创新则是不断推陈出新。”Velodyne Lidar 亚太区执行总监翁炜曾公开表示。

在量产的前夜,有前行者的迎风起舞、自我革命,也有后发者的蓄势待发、弯道超车,激光雷达公司们的战争刚刚开始。


网站编辑: 冉一方
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