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| 本文作者： 易建成 | 2017-10-25 23:15 |
從宣布量產(chǎn) 16 線激光雷達(dá)、公布「普羅米修斯」計(jì)劃、免費(fèi)開放「RS-LiDAR-Algorithms」激光雷達(dá)點(diǎn)云算法、展示多激光雷達(dá)耦合方案，再到推出 32 線激光雷達(dá)。進(jìn)入到 2017 年，速騰聚創(chuàng)在產(chǎn)品上的節(jié)奏比過(guò)去 2 年更快了。
不過(guò)，這家公司的進(jìn)展不止于此，在代表激光雷達(dá)未來(lái)趨勢(shì)的產(chǎn)品上，速騰聚創(chuàng)將亮出「新武器」：MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）固態(tài)激光雷達(dá)和 OPA （相控陣）固態(tài)激光雷達(dá)。
值得注意的是，這兩款產(chǎn)品在團(tuán)隊(duì)內(nèi)部幾乎是同時(shí)進(jìn)行的：
MEMS 固態(tài)激光雷達(dá)由速騰在國(guó)內(nèi)的團(tuán)隊(duì)研發(fā)，將在 2018 年 CES 期間展出， 量產(chǎn)會(huì)爭(zhēng)取在 2018 年年底或者 2019 年第一季度進(jìn)行；
OPA （相控陣）固態(tài)激光雷達(dá)則由速騰布局在硅谷的一支團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，樣品將在明年推出，預(yù)計(jì)在 2020 年實(shí)現(xiàn)車規(guī)級(jí)的量產(chǎn)。
對(duì)于兩款激光雷達(dá)的成本問(wèn)題，速騰聚創(chuàng)看起來(lái)相當(dāng)有信心。「MEMS 固態(tài)激光雷達(dá)如果大規(guī)模量產(chǎn)，我們希望做到 150 美金左右，芯片級(jí)的產(chǎn)品更有想象力。」在談到價(jià)格時(shí)，速騰聚創(chuàng) COO 邱純潮這樣對(duì)雷鋒網(wǎng)表示。
無(wú)論是 16 線（32 線）激光雷達(dá)還是 MEMS 激光雷達(dá)，都需要發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)和高速信號(hào)處理系統(tǒng)等等。因此這兩者既有相同之處，也有不同之處。
在開發(fā) MEMS 固態(tài)激光雷達(dá)上，邱純潮告訴雷鋒網(wǎng)，速騰聚創(chuàng)在高速數(shù)據(jù)處理方面沿用了此前在多線激光雷達(dá)的經(jīng)驗(yàn)積累，通過(guò)信號(hào)處理提升激光雷達(dá)的測(cè)距性能、動(dòng)態(tài)性能等。
據(jù)了解，這款 MEMS 固態(tài)激光雷達(dá)等效于 200 線激光雷達(dá)的掃描效果。MEMS 通過(guò)微振鏡的方式改變單個(gè)發(fā)射器的發(fā)射角度進(jìn)行掃描，由此形成一種面陣的掃描視野。
「通過(guò)這種技術(shù)手段和巧妙的系統(tǒng)設(shè)計(jì)使得激光雷達(dá)的體積并沒有增加。」邱純潮告訴雷鋒網(wǎng)。但具體運(yùn)用什么技術(shù)手段和如何巧妙設(shè)計(jì)，他并沒有透露更多信息。
這款MEMS 固態(tài)激光雷達(dá)尺寸為 13*9*6cm，水平視角 120 度，垂直視角 25 度，探測(cè)距離達(dá)到 200 米。
邱純潮表示，MEMS 激光雷達(dá)是速騰聚創(chuàng)對(duì)目前 16 線、32 線激光雷達(dá)的定向補(bǔ)充。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在低速或者特定場(chǎng)景，大部分自動(dòng)駕駛公司側(cè)重利用成熟技術(shù)快速落地，商業(yè)化運(yùn)營(yíng)需求迫切，需要激光雷達(dá)進(jìn)行 360 度掃描視角。這讓他們?cè)谇捌跁?huì)選擇忽略產(chǎn)品價(jià)格和外觀，而選用目前速騰聚創(chuàng)已經(jīng)量產(chǎn)和銷售的 16 線和 32 線激光雷達(dá)。
量產(chǎn)車上，車企和 Tier1（一級(jí)供應(yīng)商）更關(guān)注傳感器的質(zhì)量（車規(guī)級(jí)）、價(jià)格以及比低速車更大規(guī)模的量產(chǎn)能力、體積（并不需要太大的視場(chǎng)角）。即速騰聚創(chuàng)目前正在測(cè)試，準(zhǔn)備推出的MEMS 固態(tài)激光雷達(dá)。
「未來(lái)的自動(dòng)駕駛需要結(jié)合上述兩者的特點(diǎn)，即需要全方位感知，并保持大規(guī)模量產(chǎn)車規(guī)級(jí)、低成本激光雷達(dá)的需求。在這個(gè)大方向上，混合固態(tài)激光雷達(dá)有一定的瓶頸。」邱純潮說(shuō)。
鑒于不同的市場(chǎng)需求及技術(shù)成熟度，從 ADAS 到 Level 4，需要不同的探測(cè)距離及視場(chǎng)角，垂直及水平的角度分辨率也不同，速騰聚創(chuàng)的目標(biāo)是希望提供滿足以上不同場(chǎng)景的激光雷達(dá)產(chǎn)品。
據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，與 16 線、32 線激光雷達(dá)相比，MEMS 激光雷達(dá)需要提供低成本且可靠的系統(tǒng)方案。這要求工程師重新設(shè)計(jì)發(fā)射器、接收器、光學(xué)系統(tǒng)等。
不過(guò)，開發(fā) MEMS 固態(tài)激光雷達(dá)難點(diǎn)在于：精密的微掃描系統(tǒng)的控制會(huì)直接影響測(cè)距性能及掃描效果，工程師需要設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)擴(kuò)大掃描視場(chǎng)角并提升測(cè)距性能。此外，發(fā)射器的減少意味著單個(gè)發(fā)射器一秒的發(fā)射頻率增加，對(duì)發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路有極高要求，同時(shí)高速數(shù)據(jù)處理也會(huì)帶來(lái)挑戰(zhàn)。
在過(guò)去的一年當(dāng)中，速騰聚創(chuàng)負(fù)責(zé) MEMS 的研發(fā)團(tuán)隊(duì)一直專注在實(shí)現(xiàn)利用微振鏡的方式取代旋轉(zhuǎn)部件，并解決帶來(lái)的新問(wèn)題。
當(dāng)然，一個(gè)產(chǎn)品的工程化需要經(jīng)歷很多階段，從樣品到工藝封裝移交產(chǎn)線，甚至到真正大批量量產(chǎn)需要大量準(zhǔn)備時(shí)間，其中驗(yàn)證階段必不可少。
邱純潮直言，產(chǎn)品是要面對(duì)最終客戶的。「不能定型且移交生產(chǎn)的 Demo 展出沒有太大意義，我們準(zhǔn)備第一階段定型再進(jìn)行展示。」
據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，速騰聚創(chuàng)計(jì)劃在 2018 年的 1 月前完成 MEMS 激光雷達(dá)的第一階段驗(yàn)證目標(biāo)，之后將在 CES 上展出。如果進(jìn)展順利，MEMS 激光雷達(dá)的量產(chǎn)會(huì)在 2018 年年底或 2019 年第一季度進(jìn)行。
固態(tài)激光雷達(dá)受到業(yè)內(nèi)多家激光雷達(dá)公司追捧的一個(gè)重要原因是，減少了激光雷達(dá)內(nèi)部機(jī)械部件，從而實(shí)現(xiàn)低成本和穩(wěn)定的產(chǎn)品。
目前在業(yè)內(nèi)比較常見的是以下三種技術(shù)方向：MEMS，OPA 和 Flash。按照分類，前兩者屬于掃描式激光雷達(dá)，后者屬于非掃描式雷達(dá)。
具體而言，MEMS 激光雷達(dá)通過(guò)微掃描鏡改變光路，形成掃描。這種方式能很大程度降低成本，但加入了微掃描鏡后，產(chǎn)品的穩(wěn)定性也是后續(xù)需要克服的關(guān)鍵性問(wèn)題。
OPA 激光雷達(dá)的發(fā)射器就是芯片，通過(guò)多個(gè)發(fā)射天線單元的光波干涉來(lái)形成聚集光線，以及通過(guò)改變天線單元的發(fā)射相位來(lái)進(jìn)行光線方向的掃描。這種方法能進(jìn)一步降低成本，可靠性更高，但研發(fā)周期長(zhǎng)。
Flash LiDAR 屬于非掃描式雷達(dá)，發(fā)射面陣光。雖然穩(wěn)定性和成本不錯(cuò)，但主要問(wèn)題在于探測(cè)距離較近。
在全固態(tài)激光雷達(dá)上，速騰聚創(chuàng)選擇了「可靠性更高，但研發(fā)周期長(zhǎng)」的 OPA。這也是為什么由于芯片化開發(fā)周期長(zhǎng)的緣故，MEMS 激光雷達(dá)會(huì)提前推出。
邱純潮說(shuō)，當(dāng)技術(shù)參數(shù)能夠在一些場(chǎng)景替代其他激光雷達(dá)方案的時(shí)候，OPA 低成本、量產(chǎn)能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)就會(huì)發(fā)揮出來(lái)。此外，由于 MEMS 無(wú)法覆蓋 360 度視野，在某些角度的視野也可以采用 OPA 方案。
據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，速騰聚創(chuàng)在 2016 年上半年便開始探索 OPA 方案（無(wú)任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件），因此這家激光雷達(dá)公司早早便在硅谷部署了一支專注于研發(fā) OPA 固態(tài)激光雷達(dá)方案的團(tuán)隊(duì)。
目前的進(jìn)展是，這支團(tuán)隊(duì)在消除旁瓣、降低光傳導(dǎo)能量損耗等方向已經(jīng)取得技術(shù)突破，且已經(jīng)進(jìn)行了幾輪流片。第一代全固態(tài)激光雷達(dá)樣品將會(huì)在明年推出，而車規(guī)級(jí)的產(chǎn)品，速騰聚創(chuàng)希望在 2020 年之前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
* 圖為發(fā)射芯片樣片，其中包含了許多微米級(jí)天線單元的陣列及相位控制單元
對(duì)于這一階段的進(jìn)度，邱純潮透露，目前公司引進(jìn)不少人才，并進(jìn)行了數(shù)輪流片測(cè)試。「總體來(lái)說(shuō)，我們的進(jìn)展還算順利。」他告訴雷鋒網(wǎng)。
固態(tài)化、小型化、低成本化是激光雷達(dá)硬件大勢(shì)所趨的方向。除了速騰聚創(chuàng)，雖然目前有不少激光雷達(dá)公司表示要打造固態(tài)激光雷達(dá)并推出芯片級(jí)產(chǎn)品，但本土速騰聚創(chuàng)是第一家能承諾量產(chǎn)和交付的公司。
「三化」是任何激光雷達(dá)公司生存下來(lái)的必經(jīng)之路。而速騰聚創(chuàng)選擇同時(shí)開發(fā) MEMS 和 OPA 兩種類型的激光雷達(dá)，是因?yàn)閺幕旌瞎虘B(tài)激光雷達(dá)、MEMS 固態(tài)激光雷達(dá)到 OPA 全固態(tài)激光雷達(dá)，三者在不同時(shí)間點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域有不同的使命。
從技術(shù)的開發(fā)周期與成熟度看，MEMS 雷達(dá)相對(duì)芯片級(jí)別產(chǎn)品，開發(fā)周期更短。從應(yīng)用場(chǎng)景與產(chǎn)品落地周期看，應(yīng)用場(chǎng)景可分為低速載人載物的有條件自動(dòng)駕駛和高速載人載物的自動(dòng)駕駛。前者落地速度明顯比后者快，對(duì)車規(guī)、價(jià)格不太敏感。而 OPA 則是面向全自動(dòng)駕駛，是最有可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的產(chǎn)品，因此要求也更高。
從宣布實(shí)現(xiàn) 16 線激光雷達(dá)量產(chǎn)、推出多激光雷達(dá)耦合方案，以及對(duì)外開放激光雷達(dá)點(diǎn)云算法，幫助自動(dòng)駕駛從業(yè)者快速建立使用激光雷達(dá)感知環(huán)境的能力。這種「先站住、后站高、再趕超」的打法幫助速騰聚在與海外強(qiáng)敵的競(jìng)爭(zhēng)中贏得越來(lái)越多的時(shí)間窗口，更重要的在本土市場(chǎng)形成了更多的先發(fā)優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)壁壘。
在激光雷達(dá)這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的賽道上，打造低成本、可量產(chǎn)、車規(guī)級(jí)的激光雷達(dá)幾乎是速騰聚創(chuàng)在內(nèi)所有希望基業(yè)永青從業(yè)者想要實(shí)現(xiàn)的夢(mèng)想。但開發(fā)和量產(chǎn)激光雷達(dá)并不容易，對(duì)激光雷達(dá)公司而言，豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和可靠的技術(shù)保障產(chǎn)品能從實(shí)驗(yàn)室到客戶手里很重要，能有節(jié)奏的進(jìn)行一代又一代產(chǎn)品的迭代和創(chuàng)新更重要。
在邱純潮看來(lái)，速騰聚創(chuàng)正在成為這樣一家有能力交付也有能力持續(xù)創(chuàng)新的公司，本土激光雷達(dá)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者和創(chuàng)新變量。
「我們?cè)诓粩喾e累這方面的技術(shù)，發(fā)揮深圳高端制造的優(yōu)勢(shì)，降低（激光雷達(dá)）成本。我們希望將成熟的產(chǎn)品盡快量產(chǎn)交付到用戶手中。現(xiàn)有的產(chǎn)品則會(huì)根據(jù)需求，快速反饋，進(jìn)行迭代。」邱純潮還強(qiáng)調(diào)他們軟硬一體整體交付的服務(wù)理念，「因此我們也向客戶開放了點(diǎn)云算法能力。這點(diǎn)會(huì)讓我們和客戶合作更加愉快」。
如果回顧 2017 年速騰聚創(chuàng)在激光雷達(dá)產(chǎn)品上的進(jìn)展，這家激光雷達(dá)團(tuán)隊(duì)與某些同行不同的是，更加注重的是將實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)轉(zhuǎn)化為可落地的成果，而不是始終向外披露不能定型和量產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品。
激光雷達(dá)作為占據(jù)自動(dòng)駕駛「半壁江山」的傳感器，「量產(chǎn)和交付」是所有激光雷達(dá)公司在激烈競(jìng)爭(zhēng)中安身立命的根本，這也是速騰聚創(chuàng)在本土自動(dòng)駕駛傳感器這條充滿前景和想象空間的賽道上一直能領(lǐng)跑的關(guān)鍵。
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