人靠眼睛看路，無人車也是。激光雷達就是無人車的“眼睛”。
伴隨自動駕駛的落地，原來主要用于三維掃描的激光雷達，成為自動駕駛汽車的必備，甚至決定著自動駕駛行業(yè)的進化水平。但在這個切中行業(yè)要害的領域，國貨幾乎沒有話語權。
激光雷達不可取代
激光雷達是個傳感器，自帶光源，主動發(fā)出激光，感知周圍環(huán)境，像蝙蝠通過超聲波定位一樣。
按照自動駕駛L1—L5的等級劃分，L3及以下屬輔助駕駛或低級別自動駕駛，L4、L5才算得上高級別自動駕駛甚至無人駕駛。目前的自動駕駛都處于L3以下階段，毫米波雷達甚至攝像頭都能夠滿足汽車的視覺需求，特斯拉就應用了前者。但要想發(fā)展到高級別自動駕駛階段，受測距、分辨率、精度、信息全面性的影響，激光雷達不可替代。
激光雷達可以精準測距：通過獲取激光打在物體上并返回接收器的時間，乘以光速即可獲得。由于打出的每一束光都帶有相對位置信息，激光雷達可以利用算法實時生成汽車周圍環(huán)境的高清數(shù)字地圖，進行目標跟蹤和識別。國內(nèi)主流激光雷達企業(yè)北科天繪總經(jīng)理張智武向科技日報記者介紹，激光雷達的掃描精度高、沒有畸變，毫米波雷達只知道前方有障礙物，并不能準確描述大小和形狀。
激光數(shù)據(jù)是矢量數(shù)據(jù)，計算機可以分類、提取、處理，自動辨別車道線、擋車柱、交通標識牌、樹木等，這也是其他傳感器做不到的。
激光雷達常以線數(shù)區(qū)分，并通常設計為2的指數(shù)級，如4線、8線、16線、32線、64線及問世不久的128線頂級測試產(chǎn)品。線數(shù)是指激光發(fā)射光源數(shù)，16線產(chǎn)品有16個光源，以此類推。目前能上路的自動駕駛汽車中，凡涉及激光雷達者，使用的幾乎都是美國Velodyne的產(chǎn)品。這家公司成立于1983年，位于硅谷，其激光雷達產(chǎn)品是行業(yè)標配，占八成以上市場份額。
“芯片化”才能瘦身降價
線數(shù)決定激光雷達的分辨率。激光雷達以旋轉(zhuǎn)掃描的方式工作，一個光源掃一圈，得到一條360度的水平環(huán)形視線，這也是為什么無人車頂?shù)?ldquo;大花盆”都要不停旋轉(zhuǎn)。光源越多，視線越密集，實時地圖的分辨率越高。張智武以素描類比：素描由線條構成，線條越密，畫越清晰。
最早的國產(chǎn)16線產(chǎn)品于2016年推出，目前最高40線。
制造多線數(shù)激光雷達，國內(nèi)廠商普遍面臨工藝繁瑣的問題。以傳統(tǒng)方式增加激光雷達線數(shù)就像拼接越來越寬的暖氣片，造成產(chǎn)品體積成倍放大，同時極大增加量產(chǎn)難度。據(jù)激光雷達企業(yè)飲冰科技CEO金元浩介紹：“現(xiàn)有工藝條件下，提高線數(shù)需要增加印制電路板的數(shù)量，激光雷達的體積也會隨之大幅增加。尺度和集成度必須兼顧。”
國外廠商之所以能做出64甚至128線的激光雷達，內(nèi)部元件的芯片化起到?jīng)Q定作用：縮減激光雷達的體積、減少散熱、有助于量產(chǎn)。
這需要容量大、傳輸速度快、信息處理高效的專用芯片。目前國內(nèi)激光雷達企業(yè)一般購買德國osram發(fā)射器。對此，國內(nèi)智能汽車研究專家黃武陵強調(diào)“核心芯片，尤其是發(fā)射器和探測器，國產(chǎn)化程度、抗干擾等方面需要提高”。
不同于手機芯片，接收芯片不追求單位面積晶體管數(shù)量最多，但對分辨率有更高要求。原來需求少，一年幾萬片，這兩年風口突然轉(zhuǎn)向高分辨率的高質(zhì)量傳感器，接收芯片生產(chǎn)工藝不成熟，技術能力不足。“激光信號的接收對集成度要求很高，原來做1×1的單點傳感器，現(xiàn)在汽車對分辨率要求高，要1064×768。”金元浩說。按自主工藝生產(chǎn)這個分辨率的產(chǎn)品，與半塊汽車前擋風玻璃大小相當，用起來不現(xiàn)實。因此，國貨正在從分辨率沒那么高的芯片起步追趕。
自主研發(fā) 備戰(zhàn)量產(chǎn)市場
國內(nèi)有研究所、激光雷達廠商正在自主研發(fā)發(fā)射芯片和接收芯片，但都處在初級階段，產(chǎn)品尚未定型。“車載激光雷達是小眾行業(yè)，近幾年隨著國內(nèi)L2級自動駕駛的發(fā)展才有市場，行業(yè)技術儲備不夠，人力投入不足。”金元浩說。他所在的公司就在做16線激光雷達的發(fā)射芯片，但也是用低價產(chǎn)品搶占市場份額。
線數(shù)相同，不同產(chǎn)品的效果也不盡相同。據(jù)金元浩介紹，精度、穩(wěn)定性、分辨率等參數(shù)與主流產(chǎn)品還有差異。尤其國產(chǎn)激光雷達的穩(wěn)定性相對不足，汽車行業(yè)又對安全性要求極高，測試時間長，本來不大的市場，更難覓國貨蹤跡。
激光雷達貴，一在必需，二在緊俏。這是一個完全意義上的賣方市場。Velodyne 16線產(chǎn)品年初價格減半后仍達4000美元，百度智能車搭載的64線產(chǎn)品（也是目前市場適用的最高級）約8萬美元，比一般汽車都貴。價格是無人車量產(chǎn)和商業(yè)化的攔路虎。
正因如此，國產(chǎn)激光雷達才要攻關。據(jù)張智武介紹，北科天繪的16線產(chǎn)品去年賣價5萬元人民幣，今年不到3萬元，和Velodyne 16線的折扣相當，“一旦做出來，售價就腰斬”。議價空間之外，自動駕駛一旦從測試走到量產(chǎn)，激光雷達市場巨大，國貨不能拱手讓人。
新的技術方案也在出現(xiàn)，“激光雷達正往固態(tài)化方向發(fā)展，國內(nèi)廠商需要抓住新的方向，與國外同行同步發(fā)展。”黃武陵說。相對于傳統(tǒng)的360度機械旋轉(zhuǎn)激光雷達，固態(tài)激光雷達基于電子部件進行數(shù)據(jù)讀寫，去除了機械旋轉(zhuǎn)部件，是革命性技術。這條新賽道上，國內(nèi)廠商可與國外同行站上同一起跑線。
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