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誰在打破車規級固態激光雷達“1000美元”價格冰點「GGAI頭條」

2020.01.08

2020年,對于激光雷達行業來說,是真正破局的一年。

      眾所周知,激光雷達成本的下降,出貨量至關重要。在2019年度實現中高端激光雷達銷售出貨量超萬臺的基礎上,鐳神智能宣布再次打破1000美金價格冰點。

      在此之前,鐳神智能車規級混合固態激光雷達市場價格已經引爆市場,旗下CH系列16線混合固態激光雷達的萬臺批量價只要人民幣3999元。


    和此次CES展上一部分廠商通過犧牲性能的方式來實現固態激光雷達價格下降不同,鐳神智能此次發布的單價在1000美元以下的三款MEMS固態激光雷達,都保持并提升了性能指標。

 

     其中,擁有120°x20°視域的LS20B大批量售價僅$999(¥6998),視場60°x20°的LS20D批量售價僅$868(¥5998),而等效于400線、測距可達500米的LS20E批量售價也僅為$888(¥6198),并將于2020年4月開始正式交付。

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兩大系列車規級MEMS激光雷達——LS20系列采用905nm激光光源,LS21系列則采用的是其自研自產的1550nm激光光源,最遠探測距離可達500m。

 

    在本屆CES展會上首度公開發售的LS20B、LS20D、LS20E均出自LS20系列,均嚴格按照國際車規標準進行了系統設計,同時也都采用了鐳神完全自主研發的高穩定性MEMS微振鏡、16通道TIA芯片LS1716M等核心技術與創新工藝,使激光雷達在高性能、高穩定性、抗振動、耐高低溫等方面均達到了自動駕駛精準感知環境的需求。

 

    其中,LS20D MEMS激光雷達垂直角度分辨率最大僅0.1°,等效于200線機械式激光雷達的掃描效果,水平視場角有60°,刷新幀率最高可選25FPS,對比業內某款采用玫瑰型掃描成像的激光雷達不僅視場更寬,MEMS的成像更直接高效,可確保了雷達在高速運動場景中也能實時快速響應,卻無需用戶對點云應用算法做大幅度的修改。

 

     而LS20E MEMS激光雷達的垂直角度分辨率最大僅0.05°,掃描效果將等效于400線機械式激光雷達,且探測距離可達500m,感知性能遠勝于128線機械式激光雷達,可為自動駕駛汽車實現遠距離感知獲得更多決策反應時間,從而極大提升自動駕駛系統的安全冗余度。

 

    另一款LS20B擁有水平120°、垂直20°的寬廣視域,角度分辨率之高可等效于200線機械式激光雷達的掃描效果,25FPS的刷新幀率確保了雷達在高速運動場景中也能實時快速響應。


      目前,鐳神MEMS激光雷達均采用了其完全自主研發的全球首款激光雷達專用16通道TIA芯片——LS1716M。


    其創造性地集成了接收模擬信號處理的多種功能和配置控制,將高頻高帶寬模擬晶體管、多級增益可配置低噪聲放大器、多路開關選擇器和功率控制單元等集成到比指甲蓋還小的芯片中,用單顆芯片就可以實現多線束激光雷達模擬接收處理

 

    一直以來, MEMS激光雷達都面臨著一個最頭痛的問題——目前全世界做MEMS微振鏡的廠家,沒有一家可以提供能承受-40℃到105℃的工作溫度,且能同時扛住車規級沖擊和振動的MEMS微振鏡。

 

    MEMS微振鏡的毫米級尺寸是其一大優勢,但同時也帶來相應的問題——限制了MEMS激光雷達的光學口徑、掃描角度、視場角等。

 

  為了獲得最大化的光學口徑,MEMS激光雷達廠商會追求大尺寸的MEMS鏡面,但是,芯片尺寸越大,成本越高,隨之而來還有掃描頻率降低的問題,從而可能無法滿足車載激光雷達實時測距和成像的要求。

 

  鐳神智能則是自主研發出高可靠的微振鏡,不僅鏡面尺寸大,掃描頻率高,還可耐受高低溫環境以及車載振動沖擊,再度以創新的核心技術突破了業界瓶頸。

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鐳神自研的MEMS微振鏡

     與傳統機械式激光雷達相比,依托于鐳神自研的MEMS微振鏡、16通道TIA芯片等核心技術與創新工藝,其所推出的 MEMS激光雷達內部結構部件都得以大大簡化,整機組裝效率也大幅提升,從而有效滿足了自動駕駛大規模商業落地對激光雷達可量產、低成本的需求。

 

    今天,鐳神智能創始人兼CEO胡小波對《高工智能汽車》透露:“鐳神智能今天剛簽署了2020年第一單千臺多線激光雷達合同,我們對于新一年激光雷達的大規模普及應用充滿信心。”


    激光雷達價格的持續下降和ADAS及自動駕駛對于冗余安全需求的上升,使得這個汽車級激光雷達市場進入快速增長的“甜蜜點”。

 

    目前,高級別駕駛員輔助系統在新車上正變得越來越普遍。這些系統大多依靠攝像頭和雷達來支持自動緊急制動、盲點探測和車道保持輔助等功能。盡管大多數情況下,它們很有效,但有時它們可能是危險的,甚至是致命的。

 

   美國汽車協會最近進行了一系列測試,數量搭載自動緊急制動和行人檢測的車輛,行駛在封閉的道路上,旁邊是虛擬的行人。結果卻令人震驚:這些假人有60%的時間是在白天被車輛以每小時20英里的速度過馬路時被撞傷。

 

   將激光雷達大面積應用,可能是對目前已經上路的半自動駕駛系統(L2及L2+)的重大升級,這些系統目前仍需要人類駕駛員時刻保持對路面的關注,并隨時準備好控制接管,部分原因是傳感器的局限性使它們無法看到一些靜止以及特殊的障礙物。

 

  毋庸置疑,激光雷達有潛力使這些系統更安全。特斯拉CEO馬斯克此前發布的所謂激光雷達的“無用論”正在被一次又一次的功能抽檢、致命事故“打臉”,比如在2018年,至少有三輛特斯拉汽車撞上了停在路邊的消防車。

 

  的確,十年前激光雷達太大、太貴以及無法達到車規級要求,使得它們無法大規模應用于量產車。但現在,情況已經發生了變化。尤其是今年開始部分汽車制造商準備發布的高速公路自動駕駛系統,激光雷達在早期功能概念驗證中都是必備選項。

 

   本屆CES展,全球30多家激光雷達公司亮相,無論從產品的核心性能指標(視場角、分辨率、測距范圍)、產品成熟度(不同的技術路線仍然百花齊放)還是關鍵的價格方面(1000美金成為分水嶺),都讓整個汽車行業為之一振。

 

  此外,絕大多數自動駕駛開發人員認為,激光雷達是一個安全、可靠的感知系統的關鍵元素。這就是為什么許多公司開發了自己的激光雷達(比如Waymo、博世、大陸、法雷奧等等)以及收購、合作開發激光雷達(如通用汽車、Aptiv、麥格納、Aurora等等)。

 

  從爭奪自動駕駛Demo測試市場、到原型車概念認證再到未來規模化量產,激光雷達廠商仍需要在2022年之前,再將產品性能(尤其是功能安全、可靠性)提升一個層次,同時量產價格仍需要下降一個數量級。

 

    屆時,全球數百億乃至數千億美元的車載激光雷達市場將打開大門。



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