激光雷达价格背后,是自动驾驶各方之间的暗战

作者: 岭纬科技发表时间:2021-04-02 13:23:07

激光雷达已经成为自动驾驶不可或缺的关键传感器。市场上,Velodyne 64线的激光雷达“一达难求”,加价到10万美金也有公司照收不误。然而,这个旋转的大花盆正在迎来有力的竞争们——那些想让激光雷达不用转动的公司,正在悄然掀起一场固态激光雷达的暗战。

目前市面上可见的车载激光雷达,基本都是机械式,其典型特征即为拥有机械部件,会旋转,当然也有混合固态激光雷达,即外面不转了,但里面仍有激光发射器进行旋转的种类。

而机械式的设计直接构成了当下激光雷达的几项不足:

1、光路调试、装配复杂,生产周期漫长,成本居高不下。

2、机械旋转部件在行车环境下的可靠性不高,难以符合车规的严苛要求。

为了大幅度地降低激光雷达的成本,也为了减少活动部件提高可靠性,满足车规的要求,激光雷达的发展方向顺利成章地从机械式激光雷达转向了固态激光雷达,实现路径则是改革现有的需要手工装配的光路设计,以及减少或者取消移动部件。

由此,固态激光雷达目前大致形成了三种技术路线:MEMS、OPA与Flash。其中MEMS和OPA均为扫描式,而Flash为非扫描式。

1)MEMS

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System),微机电系统,指代的是将机械机构进行微型化、电子化的设计,将原本体积较大的机械结构通过微电子工艺集成在硅基芯片上,进行大规模生产。

对于固态激光雷达来说,MEMS最大的价值在于:原本在机械式激光雷达为了实现扫描,必须使激光发射器转动。而MEMS微机电系统可以直接在硅基芯片上集成体积十分精巧的微振镜,由可以旋转的微振镜来反射激光器的光线,从而实现扫描。

这样一来,激光雷达本身不用再大幅度地进行旋转,可以有效降低整个系统在行车环境出现问题的几率。另外,主要部件运用芯片工艺生产之后,量产能力也得以大幅度提高,有利于降低激光雷达的成本,可以从上千乃至上万美元降低到数百美元。

2)OPA

OPA(optical phased array)光学相控阵技术。对军事有所了解的读者,应该会知道相控阵雷达,美海军宙斯盾舰上那一块蜂窝状的“板子”就是它。

而光学相控阵使用的即是原理相同的技术。OPA运用相干原理(类似的是两圈水波相互叠加后,有的方向会相互抵消,有的会相互增强),采用多个光源组成阵列,通过控制各光源发光时间差,合成具有特定方向的主光束。然后再加以控制,主光束便可以实现对不同方向的扫描。

相对于MEMS,这一技术的电子化更加彻底,完全没有任何机械结构,自然也没有旋转。

3)Flash

Flash原本的意思为快闪。而Flash激光雷达的原理也是快闪,它不像MEMS或OPA的方案会去进行扫描,而是短时间直接发射出一大片覆盖探测区域的激光,再以高度灵敏的接收器,来完成对环境周围图像的绘制。

为主动权 车企悄然布局

传统意义上,整车厂的身份有些像是进行车辆组装的,零部件供应商尤其是Tier1,在这个过程中话语权很大,某些时候处于“零部件供应商提供什么,车企就用用什么”的状态,整车厂在其中稍显被动。

在自动驾驶兴起之时,整车厂们也看准了这一波机会,想要直接掌握激光雷达这一自动驾驶的关键零部件,提高自身在与Tier1对话时的话语权。

我们最熟悉的或许是福特联合百度对Velodyne的1.5亿美元投资。这笔投资使得福特在相当长一段时间内成为了Velodyne 64线激光雷达的独占整车厂。而在Velodyne开始研发固态激光雷达之后,这笔投资或将产生更大的价值。

而我们不太熟悉的是,FCA,菲亚特——克莱斯勒,也在今年9月参与了对Leddartech的投资。这家全球销量排名前五的车企虽然近来深受不良资产困扰,但对自动驾驶的投资一直没有放弃,此前,FCA先和谷歌Waymo合作,随后又加入英特尔的自动驾驶联盟。

而刚刚发生的新一轮车企收购激光雷达事件是,通用收购了初创企业Strobe。和通用收购Cruise一样,Strobe的11名员工也会加入通用工作。虽然通用并没有对外透露太多消息,但其对外宣称将把激光雷达的成本降低99%,大概率说明其方向也是固态激光雷达。

尽管现今车载激光雷达的主流仍然是机械式激光雷达,但从长远而言,它终究难以满足自动驾驶普及提出的大规模、低成本、车规级需求。因此,固态激光雷达顺理成章地接过了这一棒,成为了车载激光雷达的下一个发展形态。

无论是车企,还是Tier1,又或者是初创公司,都有大量玩家在进行着布局。不过目前,MEMS、OPA、Flash三大技术方向还尚未定下结论,一众提供固态激光雷达的公司鹿死谁手也还未知。