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被“神化”的激光雷达,正加速上车

盖世汽车 徐珊珊 2023-04-28 18:50:14

上个世纪90年代,激光雷达首次被应用于汽车测距。到现在30年过去,其已经成为汽车感知系统最重要的传感器之一。马斯克曾称,激光雷达“傻子才用”,但抛开价格层面的因素,特斯拉在标定测试数据时,也免不了要用激光雷达作为校准依据。

事实上,围绕激光雷达的争议从未停止过。面向L3及以上自动驾驶功能的实现,包括大众集团前CEO迪斯在内的人都认为,激光雷达是个必要条件。不过市场观点似乎难得达成了一致——L2+级将是未来很多年的主流形式。

那么,激光雷达是否还是现阶段高阶辅助驾驶的“Must Have”?

“近乎完美”的感知部件 

从工作原理讲,激光雷达是通过发射激光脉冲和反射脉冲的对比,生成目标物体的点云图,进而实现测距和成像的目的。相比摄像头,它测距可以更远、抗光源干扰的能力更强;相比毫米波雷达,它的角分辨率和精度更高,同时对目标物体的轮廓识别更加精准。

其主要缺点在于,受雨雪雾天气影响较大。不过,北醒CEO李远指出如果激光雷达不受雨雪雾的影响,那它也就不会探测到细小物体干扰和发现往往共存,当你觉得没有干扰也就没有发现了。而这类干扰可以通过算法、强信号输出等方式进行优化处理。

被“神化”的激光雷达,正加速上车

主要ADAS传感器的优缺点

另外,遇到低照度环境或者涉水路面,激光雷达可以通过回波宽度、回波强度等信息进行车道线的检测。不可否认的是,市面主流的ADAS传感器原理不尽相同,在车载领域各有优势,但面向高阶辅助驾驶,要想提高系统的感知能力和反应速度,激光雷达无疑是不可或缺的。

问题是,激光雷达的有效探测距离多远算远,分辨率究竟多少才够用?这个问题到目前为止尚没有一个统一答案,但国内厂商已经在尝试给出自己的回答。

去年,北醒推出了业内首款512线车规级激光雷达AD2,可谓技惊四座。要知道,目前大部分上市车型所搭载的激光雷达都基于96线、128线。早些时候,滴滴自动驾驶团队宣布与北醒合作开发了一款“参数爆表”并具备2K图像级高精度的激光雷达“北曜Beta”版,再度引燃512线的市场热度。

激光雷达主要有视场角、角分辨率、量程、点频等几个性能指标。以AD2为例,视场角120˚(H)*25.6˚(V)、最佳角分辨率0.05°*0.05°、探测距离200米@10%。也就是说,AD2在垂直方向可以发出512道激光光束,水平旋转一周扫描的点数超过300万个。

从角分辨率来看,AD2几乎全视场覆盖ROI区域,即可探测识别所有进入视场角内的目标物体。不仅如此,对于200米外反射率为10%的物体,探测到的概率超过90%。在李远看来,高阶自动驾驶使用512线的激光雷达刚刚好,并不冗余。因为无人驾驶必须做到全局高清探测,甚至要看得到200米以外的小目标。   

被“神化”的激光雷达,正加速上车

 512线和128线激光雷达的对比

举个例子,以车辆前方22cm高的障碍物轮胎作为参考,当以100km/h的速度行驶时,一般车辆从发现目标到紧急制动的极限距离大概是67.78米。而目前128线激光雷达的识别距离约31.5m。相比之下,等效512线可以将有效识别距离提高到126米,给予智驾系统2.1秒的额外反应时间,降低安全事故的发生。

当然考虑到这仍是一个人机共驾的时代,为了让更多乘用车享受到高线数的技术红利,北醒也发布了256线的AD2-s,预计年内完成SOP并量产交付。

没有人质疑激光雷达的作用。某种程度上,它几乎是一个近乎完美的感知部件。但往往“价”和“量”之间总保持着不可切分的逻辑关系。

激光雷达在爆发前夜

进入2023年,行业对激光雷达的态度明显更加冷静和理智了。如果说“四颗以下别说话”的高调营销是为了佐证硬件预埋的合理需求,放到今年,车厂和自动驾驶公司都开始纷纷回归到量产落地的实际层面。

除了极狐阿尔法S HI版、阿维塔11等车型装配3颗激光雷达外,小鹏G9、智己LS7、蔚来ET7、理想L9等都采用了双颗/单颗的配置。另一边,主打L4级的自动驾驶公司也降维做起L2+,推出单激光雷达的城市NOA方案。

来自车厂的成本压力已经实实在在传到了产业链的下游。据李远预计,随着订单量不断增加,激光雷达的价格还会继续下探。按照他的说法,AD2采用自研的2D扫描等技术,与128线雷达相比无需收发器件的堆叠,因而成本不会大幅度提高。

被“神化”的激光雷达,正加速上车

基于 “北醒应龙”激光雷达平台打造的AD2-s

总体上,激光雷达产业仍处于增量竞争的时期,还没有进入存量时代。

首先ADAS的开启率只有开启率提升才能带来更多的车载软件服务需求一如马斯克说的在技术角度上特斯拉可以零利润销售新车未来通过软件创造巨大的经济效益其次ADAS能否让安全事故率以及保险费率降低或者使整个算法训练成本得以下降

目前没有一家车企可以提供与之相关的数据以上两点还未形成一个完整闭环因而激光雷达的整体渗透率相对较低市场仍在起步阶段

有数据显示,去年中国国内乘用车市场前装搭载激光雷达12.99万台,配套车型11.18万辆,分别同比增加约15倍、26倍。此外,提供选装激光雷达的车型也超过了1万辆。车厂考虑的是成本是性能方面的取舍;而消费者考虑更多的,是关乎成本增加所带来的差异化体验。 

一个明显趋势是,高阶款车型普遍追加激光雷达,而中低端车型则阉割配置。

相比摄像头和毫米波雷达,激光雷达的确有着不可替代的优势。但在普通消费者之间,激光雷达还未建立起性能参数和用车体验最直接的链接,同时由于一些主机厂没有对激光雷达的标定参数进行OTA升级。导致激光雷达在用户终端体验上出现了缺失。

此外,高阶辅助驾驶从来都是一项系统工程,并非单一产品技术可以实现。只有各传感器充分融合,辅以算法端的支持,有效提高系统的冗余度和容错性,才能在终端体验上做得更好。最终消费者愿意买单,激光雷达才能真正迎来全面爆发。 

破局者北醒

2025年被视为激光雷达产业发展的关键拐点。ICV Tank预测,2025年全球车载激光雷达市场将从2019年的4亿美元增长到2025年的69亿美元,年复合增长率为60.7%;而中国市场期内的市场规模有望从4.5亿元增长至20亿元以上。

面向未来,北醒总结出智能汽车行业对激光雷达的三大需求:

一、汽车行业竞争加剧,伴随智能驾驶能力不断进阶,车端要求有更强大的感知能力;二、新车改款换代节奏提速激光雷达选型频次加快,都需要通过技术架构的模块化设计来缩短研发周期三、在性能升级和可靠性提高的前提下,降本成为必选项

被“神化”的激光雷达,正加速上车

 北醒发布“北醒应龙”激光雷达平台

成立于2015年的北醒,最早致力于用激光雷达技术帮助大交通等行业实现转型,之后便是以512线激光雷达强势切入汽车行业。出于对市场的思考,也得益于与滴滴自动驾驶的合作,“北醒应龙”激光雷达平台应运而生。据悉,该平台的底层硬件架构由高精2D扫描系统、905nm阵列收发装置以及北醒自定义的SoC组成。

由于模块化的设计,其中每个子系统都可以分别迭代升级甚至替换;在生产加工方面,也可以分模块预组装、检验等,减少了整机装调流程工序并能降低后段的不良率,兼顾成本和可升级性。AD2、AD2-s都基于这一平台打造。 

比起“守固者”,北醒更愿意做一个“破局者”。“我们会继续攀登技术的高峰”李远表示,未来北醒将在这个自有平台上迭代出更高阶的激光雷达,突破1000线,实现相机级别的高清晰度成像而目前算上主雷达和辅雷达北醒已经获得多家公司的项目定点

国内激光雷达市场玩家众多,而车载领域的竞争正日益升温。北科天绘CEO张智武曾说,“激光雷达产业比摄像头(产业)更大,竞争激烈会淘汰一批护城河不深的创业公司,未来市场上应该会留下5至10家成规模的激光雷达企业。”

尤其近两年,成本和量产能力已然成为一家激光雷达企业发展的最大阻碍。这也是全球激光雷达行业面临的一场严肃危机。说到底,雷达的芯片化和集成化是成本控制的最有效手段。

有观点认为,激光雷达的终极形态是高度芯片化、高性能的收发模块和简单可靠的扫描结构的组合。摩尔定律的演进将加速激光雷达系统的升级换代和成本下降,而芯片化的设计也将使激光雷达更易于大规模生产。

“雷达小型化是趋势,所以芯片化绝对是趋势。同时雷达里每一颗芯片都能做出差异化。”但李远也强调,“芯片化应该是一个长期方向因为芯片行业整体上有着高的技术和资本壁垒如果过早地将芯片引入进来,市场风向变了再升级,这个成本就会很高,可能几百万、一两千万打水漂。总之,在芯片的投入方面,激光雷达公司要有自己的节奏感。

写在最后

整个采访过程,李远都保持着一种精神饱满的状态。尤其谈到雷达相关技术时,眼里明显有光。尽管采访这天,他只睡了四个小时。他也笑谈,自己是个工作狂,但这段时间比起读博时候的辛苦,至少自己是享受的。激光雷达产业的春天还未真正到来,创业者或是创业公司,比拼的其实不仅是产品矩阵、技术与创新能力,心态上的较量也将决定一家公司能走多远。

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文章标签: 自动驾驶 芯片
 
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