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類比Waymo,流深光電推出全棧式激光雷達解決方案

類比Waymo,流深光電推出全棧式激光雷達解決方案

*流深光電全棧式激光雷達解決方案

2019年年初,在對外透露同車和家合作研發48線激光雷達前裝上車後,國內激光雷達供應商流深光電也在提前布局面向商用車、RoboTaxi等自動駕駛運營場景的全棧式激光雷達解決方案。

上海車展期間,流深光電攜面向乘用車前裝的48線激光雷達Argus,及面向自動駕駛運營的全棧式激光雷達解決方案亮相。流深光電聯合創始人燕普也向雷鋒網新智駕透露其全棧式激光雷達解決方案背後的思路及最新產品進程:

  • 面向RoboTaxi,流深光電推出三款全新激光雷達產品:中程-360°環視128線激光雷達Omini、遠程高解析度500線激光雷達EagleEye、近程盲區檢測50線激光雷達Janus;這同Waymo的RoboTaxi激光雷達布局方案有異曲同工之處;

    其中,面向低速物流場景,流深光電也在同新石器合作研發滿足低速物流自動駕駛需求的近程盲區激光雷達Janus;

  • 面向前裝乘用車市場,流深光電牽手車和家聯合研發搭載進下一款L4級自動駕駛轎車的定製版Argus-48激光雷達,並計劃於今年完成48線激光雷達Argus的車規級驗證;

    同時,與國內全棧式自動駕駛方案供應商奧特貝睿(Autobrain)簽訂戰略合作,加快推進L3級自動駕駛系統前裝量產上車。

流深光電基於不同場景推出不同的激光雷達方案。這背後的邏輯是:技術路線已不是評判激光雷達產品的唯一維度;基於不同時間點、不同性能需求、不同底層器件產業基礎,激光雷達作為複雜的小型化集成系統,會產生不同的局部最優選擇。

根據產品安裝位置、車輛對不同性能指標的需求,任何一種技術路徑的激光雷達,都需要根據實際需求在視場、解析度和探測距離上做出權衡。

類比Waymo,流深光電推面向自動駕駛運營的全棧式激光雷達

面向自動駕駛運營車輛,流深光電的思路和Waymo自動駕駛運營車輛上的激光雷達布局相似。

類比Waymo,流深光電推出全棧式激光雷達解決方案

雷鋒網新智駕了解到,Waymo自動駕駛汽車搭載三類感測器,分別負責短距離、中距離、遠距離檢測,共包括六個激光雷達:安裝於車輛正前正後及兩側的近程激光雷達Laser Honeycomb;車頂激光雷達(包括上下層兩個激光雷達: 360° 環視激光雷達及遠程前向激光雷達),形成了應用於自動駕駛運營的整套激光雷達方案。

先來看看,Waymo自動駕駛汽車上三款激光雷達各自的作用:

1、安裝在車頂的上下層兩個激光雷達—負責 360° 環視的激光雷達和遠程前向激光雷達相互協同:先利用360° 環視激光雷達進行全場景掃描;對於處於邊緣及距離較遠的物體,則通過遠程前向激光雷達進行超高精度的精準掃描;

2、近程激光雷達Laser BearHoneycomb:安裝於車輛正前正後及兩側,負責監控車輛周邊環境及近距離盲區,這也是Waymo唯一向外部公司銷售的產品。

因產品安裝進車輛位置不同、車輛對性能指標的需求不同,根據短距離、中距離、遠距離檢測需求推出不同性能的激光雷達,這是流深光電的思路。基於此,流深光電推出三款全新的激光雷達產品:

類比Waymo,流深光電推出全棧式激光雷達解決方案

*面向自動駕駛運營車輛的激光雷達解決方案

負責 360 °環視的激光雷達Omini:128線中距激光雷達Omini是自動駕駛運營車輛上的主激光雷達,安裝於車頂;主要負責360°環視掃描,實現全場景感知檢測;探測距離達 200米;垂直角解析度為0.15°。

類比Waymo,流深光電推出全棧式激光雷達解決方案

流深提到,128線中距激光雷達Omini屬於機械式激光雷達。自動駕駛運營對激光雷達性能要求越來越高,Omini在線束及體積方面未來仍有提升空間。

超遠距離激光雷達EagleEye-500:當Omini完成 360° 環視全場景掃描後,對於處於邊緣及距離較遠的物體,超遠距離激光雷達EagleEye則進行超高精度的精準掃描。這一工作原理類似於Waymo自動駕駛汽車安裝於車頂的上下兩層激光雷達。

類比Waymo,流深光電推出全棧式激光雷達解決方案

用於遠距離檢測的激光雷達對探測距離、解析度提出更高要求。500線激光雷達EagleEye採用純固態架構,1550nm光纖激光器,優勢在於標準探測距離為400米,實際高達400-500米;500線超高清激光雷達,垂直角解析度為0.03°,已達到攝像頭級別。因遠程激光雷達對掃描角度要求低,所以EagleEye掃描頻率和視場較小。

在高速公路、高架、環路等場景中,EagleEye可以掃描400米外運動較快的物體,幫助自動駕駛系統提前預測前方路況。

近程盲區檢測激光雷達Janus-50:該激光雷達方案類似於Waymo出售的蜂窩激光雷達Laser BearHoneycomb,安裝於車輛兩側及後方。

類比Waymo,流深光電推出全棧式激光雷達解決方案

用於檢測盲區的近程激光雷達強調超廣角。Janus擁有270°-360°水平視場+110°垂直視場。雷鋒網新智駕了解到,部分3D激光雷達的垂直視角為30°,Waymo的Honeycomb的垂直視場與水平視場分別為95°、360°。這意味著一個Janus可以完成近四個疊加在一起的3D感測器的工作,其垂直視場甚至高於Waymo。

近程激光雷達對解析度及探測距離要求較低。解析度層面,Janus-50垂直角解析度為0.2° ,探測距離也僅為50米。

因近程激光雷達安裝於車身兩側、車外後視鏡、車後,寬視場可有效檢測盲區,所以Janus適用於停車場、園區/小區、擁擠街道、低速物流、接駁等低速場景下的自動駕駛感測器檢測。

基於上述三款產品,近程激光雷達Janus-50、128線中距離激光雷達Omini、超遠距離激光雷達EagleEye-500則構成了流深光電面向自動駕駛運營的全棧式激光雷達解決方案。

流深全棧式激光雷達背後的行業訴求

理論上看,解析度越高、探測距離越遠,激光雷達性能越好。而對於自動駕駛而言,系統的提升並不僅源於理論需求,更重要的是從需求角度講話,盡全力靠近產業真實需求。

真成投資管理合伙人李劍威提到產品的「第一性原理」。即在掌握基本知識的基礎上,遇到具體問題時,提供解決具體問題的辦法。映射到激光雷達層面,即根據不同的場景需求定義激光雷達產品,而非單純的依賴技術路線。雷鋒網新智駕了解到,真成投資已連續三輪投資流深光電。在流深接下來的新一輪融資中,真成也將會繼續聯合領投。

從需求反推產品定義,基於不同場景需求做最合適的激光雷達,這正是流深光電推出全棧式激光雷達方案的初衷。

2017年,自動駕駛早期階段,64線激光雷達代表著行業前沿技術,更高線束激光雷達領域基本處於空白。當時,流深團隊和新加坡自動駕駛初創公司NuTonomy(後被德爾福收購)交流,後者告訴流深,自動駕駛車輛在高速行駛時,時速達80-100公里,64線激光雷達已不能滿足車輛要求。因其探測距離短,解析度低,無法及時預見前方路況並處理緊急事故。

自動駕駛測試由早期的封閉場景轉向開放場景,這對感測器解析度提出更高的要求。可以預見的是,未來自動駕駛運用場景也會越來越複雜,速度越來越快。基於當下及未來自動駕駛需求,不斷提高產品性能成為包括流深光電在內的激光雷達供應商必須走的一關。

基於「正向開發」,流深結合自動駕駛車輛運行場景進行高線束激光雷達產品定義。

在高速路段,車輛時速達80-100公里,系統需留給駕駛決策3秒以上的安全冗餘時間,同時還要考慮安全剎車時間及剎車距離,由此推算出車輛需在100米外提前進行清晰的物體識別和分類(非物體探測物檢測)。

基於此,2017年8月,流深光電內部正式開始研發128線激光雷達。

反觀現階段,用於檢測盲區的近程激光雷達正在成為應用於物流場景的低速自動駕駛車輛的剛需。流深光電聯合創始人燕普提到,低速物流場景下的自動駕駛企業對於近程激光雷達需求極其渴望且迫切。

在低速自動駕駛場景中,車輛對激光雷達產品的解析度和視場角提出高要求:

寬視場:一方面,在園區內進行低速自動駕駛時,車輛需同高精度地圖進行SLAM演算法定位,期間需要尋找標誌物。一般平行世界中的標誌物(例如樹)經常變動,而天上的建築物頂端相對固定。這也要求激光雷達擁有較大的向上的視場角度。同時,低速物流場景中的自動駕駛車輛要求視線盲區較小,甚至接近於零。最終形成一個超大視場。

高解析度:因低速場景中經常會出現小型障礙物,例如小動物、台階等等,這需要激光雷達擁有較高的解析度來識別路面上的小型物體。

總結來看,用於低速物流車的激光雷達產品對解析度和視場角提出更高的要求,但距離要求低。所以應用於近程盲區檢測的激光雷達產品不需要考慮遠距離,一般約50米左右。相應地,此類激光雷達產品成本也較低。

雷鋒網新智駕了解到,現階段新石器、智行者等低速自動駕駛公司多採用兩/三個16線激光雷達產品疊加方案。當前16線激光雷達產品單品零售價約在3萬左右。如此,整車上的激光雷達成本接近10萬。

流深單線近程激光雷達Janus-50,因通過單線掃描後形成二維圖像,成本約為16線激光雷達產品的一半。且從近程激光雷達產品角度看,Janus-50在低速場景下的性能優於16線激光雷達產品。

儘管Waymo出售其近程激光雷達產品Laser BearHoneycomb,但並不包括自動駕駛公司。這也讓後者對於此類激光雷達需求極其渴望且迫切。現階段,流深光電正在同新石器合作研發滿足低速物流自動駕駛需求的近程盲區激光雷達Janus-50。

現階段加速前裝的48線激光雷達量產上車

L3級自動駕駛量產前夜,面向乘用車前裝市場,流深光電正在牽手主機廠車和家、自動駕駛方案供應商奧特貝睿加快量產上車:

  • 同車和家聯合研發搭載進下一款L4級自動駕駛轎車的定製版Argus-48激光雷達,並計劃於今年完成激光雷達車規級驗證;

  • 流深光電將作為奧特貝睿的二級供應商,與後者簽訂戰略合作,加快推進L3自動駕駛系統前裝量產上車。雷鋒網新智駕了解到,奧特貝睿正在牽手長城合作研發L3級別自動駕駛,計劃於2020年正式將產品推向市場。

類比Waymo,流深光電推出全棧式激光雷達解決方案

2017年,在引入車和家的戰略投資後,針對這家整車製造商的智能駕駛體驗需求,流深論證開發了適用於L3/L4級別的車規級48線激光雷達Argus。詳細內容可查看《48線Argus車規級驗證,128線Omini商業化量產,流深光電首次公布激光雷達布局》。

乘用車前裝對於激光雷達產品高度要求較嚴苛。不同產品體積所對應的上車安裝難度不同。車和家要求搭載進車輛前保險杠內部的激光雷達高度低於8厘米。現階段,流深團隊正在針對產品體積進行優化。

另一邊,流深光電也在同一級供應商合作研發安裝於前擋風玻璃內側的48線激光雷達。與應用於車和家的48線激光雷達的區別在於,兩者外觀不同,安置位置不同。燕普告訴雷鋒網新智駕,安裝於前擋風玻璃的激光雷達對於玻璃透光率提出要求。所以流深需同玻璃廠合作,重新設計此處的玻璃。

在流深光電投資方明勢資本創始合伙人黃明明看來,下一步對激光雷達的需求不再是單點討論技術參數,而是用激光雷達產品能解決多少問題、價格是否便宜、是否能量產、是否能達到車規級。

現階段,激光雷達正處於起步向爆發過度階段。激光雷達行業「領頭羊」Velodyne去年僅賣出幾萬台激光雷達。這相比每年7000-8000萬台新車銷量的汽車市場而言依舊較小。黃明明堅信激光雷達的決勝最終會來自於車規級前裝量產上的爭奪。

自動駕駛量產前夜,激光雷達實現量產落地需做到自動化生產。基於十餘年軍規激光雷達量產經驗,在激光雷達研發初期,為解決大規模量產問題,流深光電未採用傳統的多線對準模式(該結構的激光雷達早期需要人工手調,現階段可實現一定自動化,但效率不高,且產品一致性差、良品率低)。

雷鋒網新智駕了解到,流深團隊採用新型架構,其激光雷達可實現多線束一次性自動校準。目前流深光電自研自動化生產設備,生產一台128線激光雷的時間僅為6分鐘,且一致性和良品率均得到提高。考慮到未來汽車前裝的規模需求,流深光電已擺脫了對人工的依賴,未來產能擴張將變得更加容易。

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