車載激光雷達(dá)市場(chǎng)火熱 國(guó)內(nèi)外企業(yè)加速布局

汽車技術(shù)的快速發(fā)展，帶動(dòng)行業(yè)對(duì)自動(dòng)駕駛、無人駕駛的認(rèn)識(shí)漸漸趨于理性，關(guān)注點(diǎn)由最開始一味地?zé)岢锤拍睢嫶箫炥D(zhuǎn)為自動(dòng)駕駛相關(guān)技術(shù)的開發(fā)，如傳感器技術(shù)、信息處理、智能互聯(lián)、人機(jī)交互、生物識(shí)別等。其中，車載激光雷達(dá)作為應(yīng)用于自動(dòng)駕駛汽車最重要的傳感器之一，由于可以精準(zhǔn)測(cè)量、識(shí)別和跟蹤目標(biāo)物，幫助自動(dòng)駕駛汽車避開障礙物，對(duì)于保證自動(dòng)駕駛汽車行車安全具有重要意義，正吸引越來越多企業(yè)的關(guān)注和加入。

目前來看，車載激光雷達(dá)領(lǐng)域，以老牌企業(yè)Velodyne技術(shù)最為成熟，產(chǎn)品種類最為豐富。此外，像國(guó)外的Waymo、Quanergy以及速騰聚創(chuàng)、巨星科技、鐳神智能等自主品牌，也在積極布局，開發(fā)新技術(shù)、新產(chǎn)品，共同推動(dòng)車載激光雷達(dá)進(jìn)入小型化、低成本化時(shí)代。

車載激光雷達(dá)工作原理

所謂車載激光雷達(dá)就是通過發(fā)射和接受激光束，分析激光遇到目標(biāo)對(duì)象后的折返時(shí)間，計(jì)算出目標(biāo)對(duì)象與車的相對(duì)距離，并利用此過程中收集的目標(biāo)對(duì)象表面大量密集的點(diǎn)的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，快速?gòu)?fù)建出被測(cè)目標(biāo)的三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)，建立三維點(diǎn)云圖，繪制出環(huán)境地圖，以達(dá)到環(huán)境感知的目的。目前市場(chǎng)上比較常見的有8線、16線和32線激光雷達(dá)，64線產(chǎn)品也有，不過相對(duì)較少。從效果上來講，激光雷達(dá)線束越多，測(cè)量精度越高，安全性也越高。

激光雷達(dá)工作原理（圖片來自Velodyne）

激光雷達(dá)掃描生成的圖像

與其他汽車感應(yīng)識(shí)別技術(shù)相比，激光雷達(dá)具有極高的距離分辨率、角分辨率和速度分辨率，探測(cè)精度高；探測(cè)范圍廣；抗干擾能力強(qiáng)；獲取的信息量豐富，可直接獲取目標(biāo)的距離、角度、反射強(qiáng)度、速度等信息，生成目標(biāo)多維度圖像；能全天時(shí)工作，不依賴于外界光照條件或目標(biāo)本身的輻射特性。

但另一方面，激光雷達(dá)線束越多，價(jià)格也越昂貴，這是其劣勢(shì)之一。此外，激光雷達(dá)容易受天氣影響，在雨、雪、霧天氣條件下性能較差，尤其在下雪天，利用激光雷達(dá)感知周圍環(huán)境或?qū)Ш綍r(shí)，會(huì)出現(xiàn)攝像頭無法識(shí)別車道線、無法繪制有效的環(huán)境地圖等情況，難以保證行車安全。這也是為什么現(xiàn)在很多研發(fā)自動(dòng)駕駛汽車的企業(yè)在測(cè)試時(shí)，沒有專門針對(duì)雪地和極端低溫環(huán)境做測(cè)試的原因。

代表企業(yè)和對(duì)應(yīng)車載激光雷達(dá)產(chǎn)品

Velodyne：HDL-64E（64線）、HDL-32E（32線）、VLP-16（16線）

Velodyne是硅谷的一家技術(shù)公司，成立于1983年,2005年開始研發(fā)激光雷達(dá)，并于同年推出了第一款激光雷達(dá)傳感器。2007年，Velodyne用一款 64 線激光雷達(dá)進(jìn)入360°高性能激光雷達(dá)領(lǐng)域，同時(shí)對(duì)外出售第一款激光雷達(dá)產(chǎn)品，拉開Velodyne布局激光雷達(dá)的大幕。

在車載激光雷達(dá)領(lǐng)域，Velodyne有著成熟的技術(shù)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。谷歌在早期研究無人駕駛時(shí)，使用的就是Velodyne提供的激光雷達(dá)傳感器。除此以外，百度、豐田、福特等企業(yè)，在進(jìn)行自動(dòng)駕駛試驗(yàn)時(shí)也都使用過Velodyne的激光雷達(dá)產(chǎn)品。特別是最近兩年，全球自動(dòng)駕駛汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，由Velodyne研發(fā)的激光雷達(dá)由于可以給自動(dòng)駕駛汽車提供可靠的感應(yīng)識(shí)別支持，先后獲得了多家企業(yè)的青睞。

2016年，Velodyne將其激光雷達(dá)部門獨(dú)立出去，成立了獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的Velodyne LiDAR。目前該公司已經(jīng)量產(chǎn)銷售的激光雷達(dá)有三款：分別為 HDL-64E（64線）、HDL-32E（32線）、VLP-16（16線），但嚴(yán)格來說這三款產(chǎn)品并不是專為汽車而生。據(jù)蓋世汽車了解，Velodyne 64線最早是用于地圖及相關(guān)行業(yè)，32線把激光器接收器減半，主要用于固定翼無人機(jī)。隨著小型多旋翼無人機(jī)的出現(xiàn)，Velodyne配套生產(chǎn)了更小更輕的16線產(chǎn)品。下面為這三款產(chǎn)品的相關(guān)參數(shù)：

憑借這些產(chǎn)品，Velodyne LiDAR已經(jīng)和二十多個(gè)不同的無人駕駛汽車項(xiàng)目達(dá)成了合作協(xié)議。未來，Velodyne LiDAR表示，憑借正在建立的“Megafactory”，將量產(chǎn)最新款3D激光雷達(dá)傳感器以滿足居高不下的全球用戶需求。

Ibeo：LUX4、LUX8、ScaLa

Ibeo于1998年成立于德國(guó)漢堡，公司專注于車載激光雷達(dá)的應(yīng)用研發(fā)。2000年Ibeo被工業(yè)傳感器公司SICK AG并入，作為SICK AG的車載激光雷達(dá)部門；2009 年Ibeo脫離SICK AG獨(dú)立，成為了一家獨(dú)資公司；2010 年，Ibeo和法雷奧合作量產(chǎn)可用于汽車的產(chǎn)品ScaLa。據(jù)蓋世汽車了解，這款產(chǎn)品可能在2017年走向量產(chǎn)市場(chǎng)，首用車型為奧迪A8；2016年，汽車零部件供應(yīng)巨頭采埃孚收購(gòu)了Ibeo 40% 的股權(quán)，這次收購(gòu)主要是為了獲取 Ibeo 公司在激光雷達(dá)（LiDAR）技術(shù)和環(huán)境感知算法領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)。

就Ibeo激光雷達(dá)產(chǎn)品來講，目前國(guó)內(nèi)使用的主流產(chǎn)品為L(zhǎng)UX4線和8線，多應(yīng)用在無人駕駛和自動(dòng)駕駛項(xiàng)目上。這兩款產(chǎn)品相關(guān)參數(shù)如下：

資料來源：中國(guó)機(jī)器人網(wǎng)

設(shè)計(jì)上來講，8線在垂直方向增加了4條激光光束，獲得信息較4線產(chǎn)品更加豐富。這兩款產(chǎn)品都可以用在高速公路自動(dòng)駕駛和城市自動(dòng)駕駛，利用多回聲技術(shù)適應(yīng)不同天氣的需要，繪制車輛周圍360°的環(huán)境圖景。

后續(xù)Ibeo還會(huì)開發(fā)自己的固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品。且針對(duì)激光雷達(dá)，Ibeo不只做硬件，同時(shí)也會(huì)給用戶提供目標(biāo)追蹤識(shí)別算法，幫助用戶行車過程中更好地獲取目標(biāo)對(duì)象的速度、加速度、車輛等信息，進(jìn)而對(duì)各種車輛進(jìn)行分類，識(shí)別到底是卡車還是普通車，是行人還是自行車。

Quanergy：M8，S3

Quanergy成立于2012年，總部在美國(guó)硅谷，是一家以低成本、高質(zhì)量激光雷達(dá)為目標(biāo)的初創(chuàng)公司，由他們研發(fā)的LiDAR傳感器和軟件可實(shí)時(shí)捕獲、處理3D地圖數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)象偵測(cè)、跟蹤和分類。

2014年9月，Quanergy推出第一款產(chǎn)品M8-1并投入使用，已經(jīng)應(yīng)用在奔馳、現(xiàn)代等公司的實(shí)驗(yàn)車型上面，在路試過程中為軟件模塊積累經(jīng)驗(yàn)。同年12月，Quanergy完成了3000萬美金的A輪融資。2015年Quanergy得到了德爾福的戰(zhàn)略投資，兩家公司合作研發(fā)激光雷達(dá)系統(tǒng)。

2016 CES展上，Quanergy發(fā)布了號(hào)稱是全球首款固態(tài)激光雷達(dá)傳感器S3。據(jù)了解，S3為8線激光雷達(dá)，體積較小，可以直接嵌入車體，探測(cè)距離10cm-150m，掃描頻率30Hz，每臺(tái)成本約為200美元。如果訂貨量超過一萬臺(tái)，每臺(tái)激光雷達(dá)的成本有望控制在 100 美元以下。如此便宜的價(jià)格，Quanergy給出的答案是“相控陣激光雷達(dá)技術(shù)”，即用電子掃描代替機(jī)械部件，采用集成電路上的小鏡子掃描各個(gè)方向，然后輸出車輛周圍的3D圖像。

而在今年剛剛舉辦的2017CES展上，Quanergy進(jìn)一步透露，一季度已經(jīng)可以向合作伙伴提供量產(chǎn)的S3產(chǎn)品。據(jù)悉，目前已經(jīng)有多家研發(fā)自動(dòng)駕駛汽車的汽車制造廠商采用Quanergy的激光雷達(dá)感應(yīng)器，其中最早搭載Quanergy激光雷達(dá)感應(yīng)器的車輛將在2018年面市。

TriLumina：2017CES演示新型256像素3D激光雷達(dá)解決方案

TriLumina是美國(guó)新墨西哥州的一家半導(dǎo)體激光照明產(chǎn)品企業(yè)，成立于2013年。公司致力于開發(fā)激光器，這些激光器主要被用于汽車固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)，以降低激光雷達(dá)的尺寸及成本。

在剛剛結(jié)束的2017 CES上，TriLumina公司展示了一款新的256像素3D激光雷達(dá)解決方案，據(jù)悉該固態(tài)激光雷達(dá)解決方案由TriLumina的照明模塊驅(qū)動(dòng)，將為新一代高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和自動(dòng)駕駛汽車提供支持。TriLumina的照明模塊可取代目前應(yīng)用于自動(dòng)駕駛汽車示范項(xiàng)目的大尺寸、高成本掃描激光雷達(dá)，將高清和遠(yuǎn)距離傳感器功能整合進(jìn)小尺寸、穩(wěn)定且具成本效益的包裝中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)和自動(dòng)駕駛汽車的成功商業(yè)部署。

Innoviz：原型演示激光雷達(dá)設(shè)備亮相2017CES

Innoviz是以色列的一家初創(chuàng)公司，于2016年成立，公司專注于雷達(dá)傳感器的研發(fā)。2016年8月，Innoviz宣布獲得900萬美元A輪融資，用來研發(fā)能夠滿足自動(dòng)駕駛汽車的高性能、低成本固態(tài)激光雷達(dá)。Innoviz承諾，在未來一到兩年內(nèi)交付一款應(yīng)用了突破性技術(shù)的高清晰度固體激光雷達(dá)（HD-SSl），與現(xiàn)有激光雷達(dá)系統(tǒng)相比，預(yù)計(jì)這款雷達(dá)將有更廣闊的視野，更高的水平和垂直分辨率，并且尺寸更小也更便宜。

2016年12月，Innoviz與加拿大汽車零部件供應(yīng)商麥格納建立合作關(guān)系，共同研發(fā)激光雷達(dá)遙感技術(shù)解決方案。麥格納表示，Innoviz的雷達(dá)技術(shù)可以無縫置入任何車輛，并能應(yīng)對(duì)時(shí)刻變化的燈光及天氣，Innoviz的硬件和創(chuàng)新軟件能夠?yàn)槿S遙感系統(tǒng)提供雷達(dá)技術(shù)，這樣就能獲得車輛周圍事物的實(shí)時(shí)照片。此外，還能在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，大幅減少成本。

Waymo：激光雷達(dá)產(chǎn)品亮相2017 CES

Waymo由谷歌母公司Alphabet旗下無人駕駛汽車項(xiàng)目獨(dú)立而來，于2016年底成立。獨(dú)立運(yùn)營(yíng)后的Waymo 專注于打造全自動(dòng)駕駛汽車，以及與之相關(guān)的視覺系統(tǒng)、雷達(dá)、光探測(cè)（Light detection）和激光雷達(dá)（LiDAR）等硬件設(shè)備。

2017年初，有消息稱Waymo 的工程師開發(fā)出了兩款全新激光雷達(dá)，它們分別負(fù)責(zé)近程和遠(yuǎn)程探測(cè)任務(wù)。與此同時(shí)，Waymo CEO Krafcik（克拉?？宋鳎┰诘滋芈杀泵绹?guó)際汽車展前夕宣布，其自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件——激光雷達(dá)的成本相對(duì)于項(xiàng)目開始時(shí)，已經(jīng)下降了百分之九十，從超過7萬美元降至7500美元。言外之意即Waymo不僅已經(jīng)推出了自己的激光雷達(dá)產(chǎn)品，還解決了激光雷達(dá)研發(fā)難題——成本高。

那么，在如此短的時(shí)間內(nèi)推出低成本激光雷達(dá)，Waymo是如何做到的呢？一則谷歌的招聘信息透露了答案。2015 年 12 月，谷歌無人車項(xiàng)目招聘無人駕駛汽車激光技術(shù)領(lǐng)域的機(jī)械工程師，換句話說，谷歌在兩年前就希望能夠打造屬于自己的激光雷達(dá)，并且在著手研發(fā)事宜，所以才能如此“神速”地造出激光雷達(dá)。

速騰聚創(chuàng)：RS-LiDAR

速騰聚創(chuàng)是深圳一家做激光雷達(dá)的公司，成立于2014年，前期主要做靜態(tài)測(cè)繪，研發(fā)一些用于電子測(cè)繪的激光雷達(dá)產(chǎn)品，如2014年12月份上市的Seeker。Seeker是速騰聚創(chuàng)完全自主研發(fā)的三維激光雷達(dá)，通過高速激光掃描的方法，以點(diǎn)云形式獲取物體或地形表面的陣列式幾何圖像數(shù)據(jù)，讓用戶在不同時(shí)間、場(chǎng)所獲得精確的三維建檔數(shù)據(jù)。下圖為Seeker的具體參數(shù)：

三維激光雷達(dá)

目前，這款雷達(dá)主要用于地理測(cè)繪、家裝、建筑和土木工程、礦山測(cè)量、文化遺產(chǎn)保護(hù)與考古工作、大環(huán)境建模、水電工程、數(shù)字工廠以及執(zhí)法取證等領(lǐng)域，但并不用于無人駕駛。

針對(duì)無人駕駛汽車，速騰聚創(chuàng)有專門的產(chǎn)品—RS-LiDAR。2016年10月，速騰聚創(chuàng)推出了國(guó)內(nèi)首個(gè)應(yīng)用于無人駕駛汽車的16線混合固態(tài)激光雷達(dá)RS-LiDAR，同月，速騰聚創(chuàng)對(duì)外公開了這款激光雷達(dá)，并進(jìn)行了初期的路測(cè)。據(jù)蓋世汽車了解，這款產(chǎn)品是利用16個(gè)激光頭同時(shí)發(fā)射高頻率激光束對(duì)外界環(huán)境進(jìn)行持續(xù)性掃描，經(jīng)過高速數(shù)字信號(hào)處理和測(cè)距算法提供三維空間點(diǎn)云數(shù)據(jù)及物體反射率，讓機(jī)器看到周圍的環(huán)境，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定位、導(dǎo)航和避開障礙物的功能。而除了無人駕駛汽車環(huán)境感知，這款雷達(dá)還可以用于機(jī)器人環(huán)境感知和無人機(jī)測(cè)繪。

多線激光雷達(dá)
 

從數(shù)據(jù)來看，RS-LiDAR測(cè)量距離為100米，精度達(dá)到了2cm，垂直30度（±15度），實(shí)時(shí)出點(diǎn)數(shù)32萬點(diǎn)每秒，甚至優(yōu)于Velodyne的16線產(chǎn)品。

禾賽科技：16線混合固態(tài)激光雷達(dá)，32線混合固態(tài)激光雷達(dá)

禾賽科技2012年12月成立于美國(guó)硅谷（Hesai Instruments Inc.），2014年10月落戶上海嘉定，主營(yíng)業(yè)務(wù)為激光甲烷遙測(cè)系統(tǒng)和激光雷達(dá)的研發(fā)制造以及相關(guān)的行業(yè)應(yīng)用。

禾賽科技于2016年初開始激光雷達(dá)的研發(fā)，10月份國(guó)內(nèi)首發(fā)了面向無人駕駛的32線激光雷達(dá)，并于同月對(duì)外公開了其多線激光雷達(dá)的路測(cè)視頻。據(jù)悉，，這是一款準(zhǔn)固態(tài)32線激光雷達(dá)，產(chǎn)品的探測(cè)距離為150米，測(cè)距精度為厘米級(jí)，能實(shí)現(xiàn)全景360度掃描、垂直30度視場(chǎng)，采樣頻率為640kHz，具體產(chǎn)品在2017年初會(huì)小批量供貨。

而在禾賽科技官方網(wǎng)站，記者還發(fā)現(xiàn)了另一款激光雷達(dá)產(chǎn)品——禾賽16線混合固態(tài)激光雷達(dá)，與32線激光雷達(dá)相比，該款產(chǎn)品僅在線數(shù)和測(cè)量頻率上有所降低，其他產(chǎn)品參數(shù)則都一樣，且同樣用于無人駕駛。

北科天繪：R-Fans 導(dǎo)航避障激光雷達(dá)

北科天繪成立于2005年，是一家專注于激光雷達(dá)的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的技術(shù)型企業(yè)，公司主要產(chǎn)品有A-Pilot 機(jī)載激光雷達(dá)、R-Angle 車載激光雷達(dá)、R-Fans 導(dǎo)航避障激光雷達(dá)、U-Arm 地面三維激光掃描儀、SKY-LARK 無人機(jī)激光雷達(dá)系統(tǒng)等。

其中R-Angle 車載三維激光掃描儀和R-Fans 導(dǎo)航避障型激光雷達(dá)兩款產(chǎn)品可用于汽車，但R-Angle是測(cè)量型激光雷達(dá)，測(cè)距雖遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸出能力較弱。而R-Fans則有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸出功能，能為車輛提供周邊全方位的三維信息，幫助無人車自主避障，因此很適合出行和無人駕駛汽車。

2016年5月，北科天繪推出了首款16線360度導(dǎo)航LiDAR ——R-Fans。這款產(chǎn)品擁有16線的掃描方式，俯仰視場(chǎng)為30度，測(cè)量距離1-100米，掃描幀頻≥ 15 Hz，激光點(diǎn)頻> 300 kHz，掃描儀總重800克，接口包括CAN、USB/Ethernet，在汽車智能駕駛過程當(dāng)中，可為車輛實(shí)時(shí)提供周邊三維數(shù)據(jù)信息，提高車輛行駛安全性。

巨星科技：Toucan系列激光雷達(dá)

2017年初，巨星科技稱旗下的杭州歐鐳激光技術(shù)有限公司在美國(guó)第50屆CES消費(fèi)電子展上，會(huì)首次面向海外企業(yè)重磅推出Toucan系列的2D、3D-16線激光雷達(dá)兩款新品。

歐鐳激光成立不到一年，是一家基于mems、激光等現(xiàn)有技術(shù)，研發(fā)、生產(chǎn)、銷售激光投影顯示模組、車用3D激光雷達(dá)、機(jī)器人用2D、3D激光雷達(dá)等產(chǎn)品的公司。此次發(fā)布的Toucan系列激光雷達(dá)產(chǎn)品，系歐鐳激光自主設(shè)計(jì)開發(fā)，包括核心光電引擎模塊及驅(qū)動(dòng)，可廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、AGV、無人駕駛等領(lǐng)域。

鐳神智能：LS02A

鐳神智能成立于2015年初，公司致力于機(jī)器人導(dǎo)航避障激光雷達(dá)、激光成像雷達(dá)、無人駕駛激光防撞雷達(dá)、無人機(jī)定高激光雷達(dá)等產(chǎn)品及解決方案的提供。在成立不到一年的時(shí)間內(nèi)，鐳神智能就推出了多款激光雷達(dá)產(chǎn)品。

其中，由鐳神智能研發(fā)的中遠(yuǎn)距離脈沖測(cè)距激光雷達(dá)系統(tǒng)，據(jù)悉是一款單線雷達(dá)產(chǎn)品，體積較小，測(cè)量距離達(dá)200米，能進(jìn)行360°全方位掃描（非固態(tài)），掃描半徑為100米，掃描頻率為10-20Hz，每秒最高可測(cè)量2000點(diǎn)，能用于汽車防撞、無人機(jī)自主導(dǎo)航避障、無人駕駛汽車等。

而記者在鐳神智能官網(wǎng)了解的另一款激光雷達(dá)產(chǎn)品LS02A，也可用于汽車輔助駕駛。該款產(chǎn)品通過結(jié)構(gòu)光發(fā)射器和一個(gè)固化的攝像頭來實(shí)現(xiàn)20度范圍內(nèi)的測(cè)距，可進(jìn)行360°全方位掃描，支持UART、I2C、USB、CAN等多種通訊接口。

蓋世小結(jié)：作為自動(dòng)駕駛汽車最重要的傳感器之一，車載激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛“造車”大潮中扮演的角色正越來越重要，諸如谷歌、百度、寶馬、博世、德爾福、大陸等企業(yè)，都在其自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中使用了激光雷達(dá)，帶動(dòng)車載激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)迅速擴(kuò)大?？梢钥吹?，前幾年說到車載激光雷達(dá)更多的是Velodyne、Ibeo等外資公司的產(chǎn)品，但這兩年開始出現(xiàn)一些國(guó)內(nèi)的科技公司研發(fā)車載激光雷達(dá)產(chǎn)品，打破了領(lǐng)域內(nèi)原有的壟斷局面，使車載雷達(dá)產(chǎn)品低成本化逐漸成為可能，間接推動(dòng)無人駕駛時(shí)代的早日到來。