自動(dòng)駕駛方案有兩種——視覺方案和激光雷達(dá)方案。視覺方案的優(yōu)點(diǎn)在于圖像傳感器能以高幀率，高分辨率獲取周圍復(fù)雜的環(huán)境信息，且價(jià)格便宜，但成像質(zhì)量受環(huán)境亮度的影響較大；激光雷達(dá)方案是通過發(fā)射脈沖激光并探測目標(biāo)的散射光特性來獲取深度信息，優(yōu)點(diǎn)是精度高，范圍大，抗干擾力強(qiáng)，缺點(diǎn)是其獲取的最終數(shù)據(jù)大多是無序的，目前的技術(shù)很難直接利用，且制作成本高。理論上視覺處理+激光雷達(dá)的完美組合完全可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，但動(dòng)輒上萬激光雷達(dá)的制作成本實(shí)在太高，這與300美金成本的攝像頭方案相比毫無價(jià)格優(yōu)勢。
因此目前特斯拉采用的是攝像頭+毫米波雷達(dá)（77Ghz）方案，原理為前者取景，后者探測距離。優(yōu)點(diǎn)是成本低，成像豐富，缺點(diǎn)是依賴算法，探測距離有限，易受環(huán)境影響，正逐漸通過修復(fù)算法來克服實(shí)際應(yīng)用中的“短板”。激光雷達(dá)方案主要擁躉者有小鵬、ARCFOX極狐（跟華為合作）、奔馳、奧迪等廠商。而小鵬汽車最新宣布的XPILOT計(jì)劃顯示：2021年新車型將升級(jí)自動(dòng)駕駛軟件和硬件系統(tǒng)，采用激光雷達(dá)技術(shù)提高性能，增強(qiáng)汽車物體識(shí)別能力，保證整車的安全冗余。目前蘋果欲采用的智能駕駛方案尚未可知，但有消息稱目前蘋果已經(jīng)在雷克塞斯的新款車上配備了實(shí)驗(yàn)性激光雷達(dá)裝置，可以推測以后的智能駕駛方案將有激光雷達(dá)的一席之地。
激光雷達(dá)最核心的價(jià)值是“可靠且準(zhǔn)確的測距能力”，即使天氣、視線不好的時(shí)候，依舊精準(zhǔn)構(gòu)造出三維立體圖像，把自動(dòng)駕駛的安全性從99%提升到99.99%。激光雷達(dá)不只是一個(gè)硬件產(chǎn)品，更多是一套解決方案。不僅要給客戶提供性能優(yōu)異、價(jià)格良好的硬件產(chǎn)品，更要提供相應(yīng)的算法支持、軟件平臺(tái)以及大量數(shù)據(jù)支撐，尤其是在V2X包括自動(dòng)駕駛上的應(yīng)用以及公司SAAS業(yè)務(wù)。現(xiàn)階段，激光雷達(dá)賽道百家爭鳴，由于激光雷達(dá)系統(tǒng)涉及激光光源、接收器件、掃描模式、測距原理等多個(gè)獨(dú)立的維度或子模塊，每個(gè)維度上都有多種潛在的方案選擇。如果排列組合下來，理論上可行的激光雷達(dá)系統(tǒng)方案甚至可能超過上百種。
市場格局：
國外Velodyne與Luminar已經(jīng)率先在美國上市，國內(nèi)包括華為、大疆、禾賽、速騰等一大批激光雷達(dá)企業(yè)都在加速推動(dòng)產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用，圍繞汽車級(jí)激光雷達(dá)的技術(shù)路線之爭也愈加激烈。國內(nèi)外激光雷達(dá)的技術(shù)方案眾多，但各家都在探索驗(yàn)證階段，尚未有明確的技術(shù)方案勝出。
Ibeo發(fā)布新一代3D固態(tài)激光雷達(dá)，能夠識(shí)別車道標(biāo)線、乘用車、卡車等目標(biāo)物，同時(shí)將識(shí)別圖像制作成集成組件，從而大幅度提升雷達(dá)的識(shí)別精準(zhǔn)度，并且還能提升雷達(dá)的區(qū)域識(shí)別效率。
蔚來在NIO DAY上發(fā)布了旗下中大型純電旗艦轎車—ET7，配備激光雷達(dá)、150kWh的固態(tài)電池、1000km+的續(xù)航能力。
在2019年初，探維科技產(chǎn)品Tensor首次將多線激光雷達(dá)產(chǎn)品價(jià)格降低至1000美元以內(nèi)，并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但是該系列對于在復(fù)雜環(huán)境中高速行駛的智能駕駛汽車來說分辨率明顯不夠。近日，探維科技向推出混合固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品——64單元Scope系列，該系列搭配探維自研的ALS是推動(dòng)核心器件陣列化、集成化和芯片化發(fā)展的激光雷達(dá)平臺(tái)，包括陣列化模擬前端、專用并行處理芯片、單軸大視場描掃光學(xué)系統(tǒng)。在開放道路的測試點(diǎn)云中，Scope可以精細(xì)地還原道路環(huán)境、車輛行人等障礙物細(xì)節(jié)，并且能和高線數(shù)的機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)產(chǎn)品在點(diǎn)云效果方面一爭高下。探維表示，Scope對行人的探測距離超過100m，而車輛跟蹤距離可以超過250m，這在堅(jiān)持低成本，批量化，車規(guī)級(jí)的基礎(chǔ)上，對測距范圍、視場角、距離精度等方面都有了很大的提升。
豐田、寶馬、長城、蔚來、理想、小鵬等車企紛紛換道激光雷達(dá)，大批搭載激光雷達(dá)的車型將在2021年逐步落地。過去激光雷達(dá)尚未大規(guī)模應(yīng)用的原因主要是：
（一）成本高昂。最早使用激光雷達(dá)技術(shù)的是谷歌Waymo，2012年，谷歌曾公開其無人車成本為15萬美元，其中最貴的元器件就是激光雷達(dá)。谷歌使用的Velodyne 64線激光雷達(dá)售價(jià)高達(dá)7.5萬美元，占整車價(jià)格的一半。這也是特斯拉曾宣稱不使用激光雷達(dá)而選擇視覺算法+毫米波雷達(dá)的主要原因。
（二）車規(guī)級(jí)產(chǎn)品可靠性要求高。激光雷達(dá)產(chǎn)品需要進(jìn)行車規(guī)振動(dòng)、沖擊、溫度循環(huán)等試驗(yàn)，滿足復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定工作的可靠性要求。
（三）產(chǎn)品能否幫助終端客戶量產(chǎn)落地。作為新產(chǎn)業(yè)鏈的新方案，無論是制造企業(yè)還是投資者，都期待乘用車自動(dòng)駕駛?cè)嫔逃寐涞卦妇暗膶?shí)現(xiàn)。在乘用車前裝市場起量之前，智慧交通、AGV、工業(yè)機(jī)器人等不同場景對激光雷達(dá)的各種需求，都對激光雷達(dá)企業(yè)解決方案能力和成本控制能力提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)。
行業(yè)現(xiàn)狀：
根據(jù)Velodyne預(yù)測，2022年自動(dòng)駕駛領(lǐng)域激光雷達(dá)市場規(guī)模將達(dá)到72億美元，其他應(yīng)用場景還有工業(yè)、無人機(jī)、機(jī)器人和3D繪圖等終端市場，合計(jì)總市場規(guī)模將達(dá)到119億美元。2026年自動(dòng)駕駛領(lǐng)域市場規(guī)模將增長到168億美元，年復(fù)合增速將達(dá)到24%，無疑是個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。
近年來關(guān)于車用激光雷達(dá)的技術(shù)不斷突破，產(chǎn)品迭代更新，成本得到大幅降低。國內(nèi)外各大激光雷達(dá)廠商相繼推出成本控制在千美元，甚至是百美元級(jí)的激光雷達(dá)產(chǎn)品，特別是華為的96線激光雷達(dá)年產(chǎn)能達(dá)10萬套/線，目標(biāo)是短期內(nèi)迅速開發(fā)出100線的激光雷達(dá)，未來計(jì)劃將激光雷達(dá)的成本降低至200美元，甚至是100美元。北汽旗下ARCFOX極狐HBT成為首個(gè)搭載華為激光雷達(dá)的電動(dòng)車；另外，長安汽車也透露，極有可能在首款車上搭載華為的激光雷達(dá)。
全球激光雷達(dá)市場龍頭Velodyne，先后獲得百度、福特、尼康、現(xiàn)代摩比斯等公司的4次投資，總計(jì)2.25億美元。其激光雷達(dá)產(chǎn)品在非汽車領(lǐng)域占比較大，如無人機(jī)、智慧城市等，汽車激光雷達(dá)占比不足50%。2020年11月發(fā)布了專門為汽車設(shè)計(jì)的首款MLA架構(gòu)固態(tài)激光雷達(dá)Velarray H800，最大探測距離200米，量產(chǎn)后目標(biāo)價(jià)格低于500美元。目前Velodyne已有兩個(gè)公開量產(chǎn)合作訂單，其一是福特，其二是現(xiàn)代汽車。將從2023-2030年每年為現(xiàn)代汽車提供40萬顆激光雷達(dá)。
自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)的行業(yè)顛覆者Luminar已于2020年12月納斯達(dá)克上市，同年推出的Iris MEMS激光雷達(dá)采用1550nm銦鎵砷（InGaAs）激光器，功率是傳統(tǒng)硅光電系統(tǒng)的40倍，實(shí)現(xiàn)了軟硬件一體，成本下降到500-1000美元，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)在業(yè)界全面領(lǐng)先，預(yù)計(jì)2022年正式投入市場。目前已有近50家與Luminar合作車場，包括豐田、奧迪、沃爾沃等。其中包括特斯拉在內(nèi)的全球前10家汽車廠商有7家在測試Luminar產(chǎn)品。2020年5月已與沃爾沃簽訂了業(yè)內(nèi)首個(gè)自動(dòng)駕駛乘用車的生產(chǎn)協(xié)議。
Innovusion：2016年11月成立于美國硅谷，2019年在蘇州成立子公司。2021年獲得均勝電子的戰(zhàn)略投資，并已成為蔚來量產(chǎn)車ET7的激光雷達(dá)供應(yīng)商。公司的混合固態(tài)激光雷達(dá)使用1550nm激光，最遠(yuǎn)可達(dá)500米超遠(yuǎn)探測距離，最大特色是可以動(dòng)態(tài)感知，以更快速度關(guān)注并收集特定區(qū)域的全面數(shù)據(jù)。成本將控制在1000美元左右。
禾賽科技：面向廣義機(jī)器人應(yīng)用的激光雷達(dá)為公司核心產(chǎn)品。新品MEMS固態(tài)激光雷達(dá)Pandar GT采用ZOLO技術(shù)，量產(chǎn)成本可做到數(shù)百美元。
覽沃科技：是大疆創(chuàng)新內(nèi)部孵化的獨(dú)立子公司。2020年1月對外推出兩款面向L3/L4級(jí)別自動(dòng)駕駛的高性能、低成本激光雷達(dá)產(chǎn)品：Horizon的價(jià)格為$800，Tele-15的價(jià)格為$1200。并將為2021年推出的小鵬量產(chǎn)P5車型提供定制版激光雷達(dá)。此外還與AutoX、希迪智駕、高仙機(jī)器人、上汽通用五菱、東風(fēng)、圖森未來等合作。
速騰聚創(chuàng)：最初主攻機(jī)器人市場方向，是國內(nèi)低線數(shù)激光雷達(dá)的主要供應(yīng)商之一。2020年1月CES上正式發(fā)布全新125線MEMS固態(tài)激光雷達(dá)RS-LiDAR-M1 Simple正式上市，單價(jià)$1898。目前已推出4款機(jī)械式激光雷達(dá)和1款固態(tài)激光雷達(dá)，并已與地平線、菜鳥、上汽、一汽、Sensible 4、AutoX等企業(yè)展開合作。
萬集科技：1月10日，萬集科技與中科院半導(dǎo)體研究所續(xù)約“光子集成芯片聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目”，該項(xiàng)目已在全固態(tài)光學(xué)相控陣激光；雷達(dá)的研發(fā)方面取得階段性成果，下一階段開始研發(fā)光子集成芯片，激光器芯片領(lǐng)域，該項(xiàng)目在2019年獲得國家自然科學(xué)基金的支持，并成為硅基激光雷達(dá)芯片領(lǐng)域唯一一個(gè)獲得國家級(jí)自助的重點(diǎn)項(xiàng)目。12月21日 ，萬集科技表示公司車載激光雷達(dá)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，符合車規(guī)級(jí)設(shè)計(jì)，可以嵌入車身，不影響車輛外觀，并已通過多項(xiàng)車規(guī)級(jí)測試。目前與宇通客車就車載激光雷達(dá)達(dá)成商用合作，公司產(chǎn)品應(yīng)用于其L4級(jí)別自動(dòng)駕駛車輛。
自動(dòng)駕駛市場存在巨大的機(jī)會(huì)，高性能激光雷達(dá)是必不可少的元器件，之前激光雷達(dá)因成本較高的原因并未被車企大規(guī)模的采用。隨著激光雷達(dá)成本的降低和商業(yè)化進(jìn)程加速，車用激光雷達(dá)需求未來會(huì)非常強(qiáng)勁。
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