激光雷達(dá)是無人車的“眼睛”，而自動(dòng)駕駛行業(yè)的進(jìn)化史就是半部激光雷達(dá)的產(chǎn)品演變史。

“聽起來不可思議卻真正存在的是，無人車這個(gè)萬億行業(yè)，全世界幾百家公司，竟然會(huì)卡在一個(gè)小小的傳感器上，而且一卡就是好幾年，所有人都被逼瘋了。”

——禾賽科技CEO李一帆

禾賽科技于4月10號推出最新激光雷達(dá)Pandar 40，混合固態(tài)40線，超小體積，150米有效距離。專為自動(dòng)駕駛優(yōu)化的線束分布讓最小角分辨率達(dá)到了史無前例的0.33°，等效于一個(gè)83線的傳統(tǒng)激光雷達(dá)。

禾賽科技Pandar 40

激光雷達(dá) —— 無人車的“眼睛”

激光雷達(dá)（LiDAR）是自動(dòng)駕駛和機(jī)器人行業(yè)用來做激光三維掃描的傳感器，是無人車上最重要的元件之一。隨著自動(dòng)駕駛近年來的快速增長，激光雷達(dá)的需求也出現(xiàn)了井噴，并極大地影響著無人車的發(fā)展。業(yè)內(nèi)流傳一種觀點(diǎn)，自動(dòng)駕駛行業(yè)的進(jìn)化史就是半部激光雷達(dá)的產(chǎn)品演變史。

在自動(dòng)駕駛的研發(fā)上，激光雷達(dá)發(fā)揮著不可替代的作用，但它同時(shí)有著讓人心碎的硬傷。

貴 —— 8萬美金

一輛造價(jià)大約200萬人民幣的無人車，其預(yù)算中激光雷達(dá)的成本就有大約10萬美元（一臺(tái)Velodyne 64線8萬美元，兩臺(tái)Velodyne 16線各近一萬美元）。

同樣的，IBEO的4線激光雷達(dá)售價(jià)也在10萬人民幣。今年初，谷歌無人車團(tuán)隊(duì)宣稱其自主開發(fā)的激光雷達(dá)可以降低90%的成本后，依然需要每臺(tái)7500美元。對于成本7500美元的產(chǎn)品，即使谷歌考慮作為第三方產(chǎn)品銷售，其對外售價(jià)應(yīng)該也會(huì)達(dá)到數(shù)萬美元。

缺玩家 —— 只有2家供應(yīng)商

盡管激光雷達(dá)是一個(gè)龐大的市場，但全球真正能夠量產(chǎn)出貨的激光雷達(dá)公司卻屈指可數(shù)，這其中還包括了壟斷地位的硅谷公司Velodyne和專注低線數(shù)雷達(dá)的法雷奧/IBEO。

由于自動(dòng)駕駛行業(yè)極其依賴高線數(shù)的激光雷達(dá)，Velodyne成為了絕大多數(shù)公司的唯一選擇。在業(yè)界中，大部分無人車采用的都是Velodyne的16/32/64線激光雷達(dá)，而往往一臺(tái)車需要多個(gè)激光雷達(dá)來保證精確度，這仍舊使得價(jià)格居高不下。

鑒于激光雷達(dá)的不可替代性和市場有限的選擇，即使Velodyne價(jià)格高昂也沒有擋住眾多無人車公司火一般的熱情，Velodyne的銷售額高達(dá)數(shù)億美元。

缺貨 —— 6個(gè)月等待期

鑒于激光雷達(dá)的不可替代性，價(jià)格昂貴和有限的選擇并沒有擋住眾多無人車公司火一般的熱情，也為Velodyne帶來了數(shù)億美金的銷售。然而，由于Velodyne 產(chǎn)品設(shè)計(jì)和裝調(diào)工藝的限制性（其旗艦產(chǎn)品64線激光雷達(dá)依然是2007年的設(shè)計(jì)），嚴(yán)重的供求比例失調(diào)對產(chǎn)能提出了巨大的挑戰(zhàn)。2017年初，多數(shù)客戶反映其交貨周期為付款后6個(gè)月，三個(gè)月后，這個(gè)數(shù)字變成了9個(gè)月。“一機(jī)難求”的現(xiàn)狀讓絕大多數(shù)自動(dòng)駕駛公司陷入了絕望。2016年底，百度和福特不惜重資1.5億美元入股Velodyne，以確保自己的自動(dòng)駕駛計(jì)劃不被激光雷達(dá)產(chǎn)能影響，但卻不能改變Velodyne半年以上交貨周期的現(xiàn)狀。

“自動(dòng)駕駛必須用激光雷達(dá)”

按理說，有如此多硬傷的激光雷達(dá)應(yīng)該早就被淘汰，但事實(shí)卻恰好相反。兩年前，還有不少公司對不采用激光雷達(dá)的廉價(jià)自動(dòng)駕駛方案抱有幻想。然而，伴隨著大量路測數(shù)據(jù)的積累和對事故的分析，激光雷達(dá)的不可或缺，已經(jīng)成為行業(yè)的蓋棺定論。相比攝像頭和毫米波雷達(dá)，激光雷達(dá)可以檢測距離和行人，因而在各種復(fù)雜環(huán)境中都有較高的可靠性。

激光雷達(dá)與毫米波雷達(dá)和攝像頭相比的優(yōu)缺點(diǎn)

采用激光雷達(dá)作為自動(dòng)駕駛方案的典型企業(yè)

除了頻繁導(dǎo)致事故的特斯拉Autopilot，包括谷歌Waymo、百度、UBER、Cruise、nuTonomy、馭勢科技、智行者等頂尖自動(dòng)駕駛公司都堅(jiān)定地采用了激光雷達(dá)方案。畢竟相比攝像頭對分析和算法的依賴，激光雷達(dá)這種簡單直接的測量辦法可以極大地提高自動(dòng)駕駛的可靠性。

“做到99%的準(zhǔn)確度對于車輛駕駛而言并不夠，我們需要的是99.99999%的準(zhǔn)確。激光雷達(dá)就是小數(shù)點(diǎn)后幾位的最強(qiáng)保障。”

——Google自動(dòng)駕駛咨詢顧問 Brad Templeton

“從最初想做自主駕駛汽車以來，激光雷達(dá)技術(shù)就是一個(gè)關(guān)鍵的核心。它能夠補(bǔ)充毫米波雷達(dá)和攝像頭的不足。”

——Ford副總裁、產(chǎn)品發(fā)展和首席技術(shù)官Raj Nair

“在自動(dòng)駕駛模式下，價(jià)格昂貴的激光雷達(dá)必不可少，是確保高速駕駛時(shí)安全的重要保證。“

——采埃孚CEO Stefan Sommer

“基于激光雷達(dá)的主動(dòng)視覺，加上多攝像頭的機(jī)器視覺，將一舉超越人類的感知和世界建模能力，成為3級以上自動(dòng)駕駛的標(biāo)配”。

——馭勢科技聯(lián)合創(chuàng)始人&CEO 吳甘沙

2016年中國國際工業(yè)博覽會(huì)上展出國內(nèi)首款32線激光雷達(dá)

產(chǎn)品化——一項(xiàng)浩大的系統(tǒng)工程

創(chuàng)立于硅谷圣何塞的禾賽科技，自2013年創(chuàng)立以來一直致力于頂尖的激光傳感器開發(fā)，此前曾積累了多年開發(fā)激光遙測傳感器的經(jīng)驗(yàn)。在2016年10月，禾賽科技率先發(fā)布了一款32線混合固態(tài)的原型，并主動(dòng)公開了自己的路測視頻。用實(shí)際的數(shù)據(jù)和產(chǎn)品說話，一改激光雷達(dá)行業(yè)“有PPT有外觀設(shè)計(jì)，無現(xiàn)場demo無公開測試結(jié)果”的怪現(xiàn)狀。

一個(gè)完美的激光雷達(dá)的開發(fā)基本原理很簡單，但其中的每一個(gè)細(xì)節(jié)都有超大量的工作需要做。能測5米距離的雷達(dá)和能測100米的雷達(dá)完全不是一個(gè)概念，能在光線昏暗的室內(nèi)測的雷達(dá)和在戶外陽光直射加上各種環(huán)境光情況下測試不是一個(gè)概念，而能跑5分鐘的原型到可以可靠地在汽車上連續(xù)工作上萬個(gè)小時(shí)不故障的工業(yè)產(chǎn)品更不是一個(gè)概念。為了保證人眼安全，必須嚴(yán)格控制激光的功率，又給研發(fā)又加上了一層困難。

一臺(tái)激光雷達(dá)包含上上千個(gè)精密部件，它在高速旋轉(zhuǎn)情況下的機(jī)械穩(wěn)定性問題，幾十個(gè)激光器帶來的散熱問題，各種風(fēng)霜雨雪惡劣天氣的影響，巨大的溫差（-15C到85C）的影響，高強(qiáng)度震動(dòng)的影響，濕度和防水的影響，元器件之間串?dāng)_的影響，還有無線供電，無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊?，每一個(gè)細(xì)節(jié)的不完美都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的徹底失敗。開發(fā)這樣一款產(chǎn)品，需要聚集在光學(xué)，精密機(jī)械，模擬電路，數(shù)字電路，F(xiàn)PGA ，深度學(xué)習(xí)等各個(gè)領(lǐng)域最頂尖的專家，通力合作，才有可能完成。禾賽有一支豐富的激光傳感器開發(fā)團(tuán)隊(duì)，有設(shè)計(jì)過四代蘋果手機(jī)電子系統(tǒng)的電子工程師，有在卡爾蔡司設(shè)計(jì)過鏡頭的光學(xué)工程師，也有在斯坦福大學(xué)從事激光傳感器研究的科學(xué)家，和數(shù)十位一線硬件公司工作經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師。

一年多來憋出的“大招” – 40線混合固態(tài)激光雷達(dá)

Pandar 40最小角分辨率達(dá)0.33°

2017年4月，經(jīng)過一年多的開發(fā)，以及大量的內(nèi)部測試和早期客戶共同測試，禾賽終于發(fā)布了這款40線混合固態(tài)產(chǎn)品 – Pandar 40。其中，Pandar=Panda+LiDAR。Pandar中前半個(gè)詞是Panda，不僅代表了國寶熊貓，還與新款激光雷達(dá)黑白相間的配色恰好完美吻合，禾賽希望這個(gè)萌萌噠的名字讓大家對這個(gè)100%的“國貨”充滿期待。

Pandar 40集各家激光雷達(dá)的優(yōu)勢于一身：遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越任何競爭對手的超小體積，世界一流的測量距離以及測量精度，還有專門為自動(dòng)駕駛優(yōu)化的掃描線分布，創(chuàng)造了市面上所有激光雷達(dá)的最小垂直角分辨率（0.33°，等效于一個(gè)傳統(tǒng)83線雷達(dá)）。

為什么是40線？

為什么沒有循規(guī)蹈矩做2的整數(shù)次冪？禾賽表示是為了滿足自動(dòng)駕駛中對中間線的高密度要求。

禾賽在產(chǎn)品化激光雷達(dá)的過程中，收到了來自世界各地近百家自動(dòng)駕駛公司的超過千臺(tái)的意向訂單。通過和客戶的深度交流，總結(jié)了兩個(gè)沒有意識(shí)到的問題：

1：市場上之所以只有16、32、64這樣線數(shù)的產(chǎn)品，只是因?yàn)閂elodyne最早定義了這個(gè)產(chǎn)品形態(tài)，于是大家就默認(rèn)了這個(gè)定義。但這并不是一個(gè)必須遵守的定理。

2：自動(dòng)駕駛對激光雷達(dá)的需求可以抽象化成一個(gè)最典型的的場景：在50米開外，盡可能捕捉到行人和車輛的更多細(xì)節(jié)。

絕大多數(shù)客戶選擇64線產(chǎn)品的原因，是因?yàn)樗?0米以外的精細(xì)的掃描結(jié)果。而這部分功能我們可以通過產(chǎn)品定義來優(yōu)化實(shí)現(xiàn)——Pandar 40打破了傳統(tǒng)激光雷達(dá)均勻分布的限制，把每條線的作用發(fā)揮到了極致。在接近0°范圍附近的25線的角分辨率達(dá)到了0.33°，可以充分捕捉行駛過程中遠(yuǎn)處物體的細(xì)節(jié)特征。

這意味著，相比于傳統(tǒng)16線的2°角分辨率，在50米外的一個(gè)1.7米高的行人，他身上的線可以從1條上升到6條，甚至超過了64線的5條（0.4°角分辨率），大大提升了激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

并且，不同角分辨率的激光雷達(dá)，在50米處能投射在行人身上的線數(shù)不同。禾賽40線激光雷達(dá)人身上會(huì)有6條線，Velodyne 64線會(huì)產(chǎn)生5條線，而Velodyne 16線只會(huì)產(chǎn)生1條線。

從禾賽40線和Velodyne 64線的模擬點(diǎn)云圖里能清楚地辯認(rèn)出人形，但在Velodyne 16線上則完全看不出人形。

客戶測試評估結(jié)果

禾賽40線激光雷達(dá)路測數(shù)據(jù)

禾賽40線激光雷達(dá)三維地圖生成

在嚴(yán)格的內(nèi)部測試的同時(shí)，禾賽也邀請了一些行業(yè)最前沿的下游客戶進(jìn)行了大量的共同測試。百度無人車，蔚來汽車，小鵬汽車，馭勢科技，智行者，四維圖新等頂級自動(dòng)駕駛和高精地圖公司在測試過第一批樣品后都給予了很高的評價(jià)：

“禾賽40線雷達(dá)的掃描結(jié)果已經(jīng)非常接近Velodyne 64線激光雷達(dá)的點(diǎn)云質(zhì)量，且在機(jī)電特性、體積等方面已優(yōu)于Velodyne。我認(rèn)為不出兩年，中國的車載激光雷達(dá)水平要超過美國。”

——張德兆 智行者創(chuàng)始人&CEO

“從點(diǎn)云上看是我接觸過的所有激光雷達(dá)中最好的之一。”

——姜巖 馭勢科技聯(lián)合創(chuàng)始人

Pandar 40在馭勢科技的無人車上實(shí)時(shí)路測

今年初，某德國頂級整車廠商的二十多位全球副總裁（SVP）從德國慕尼黑專程來訪禾賽科技，這也是他們此行訪問唯一的一家科技公司。行業(yè)頂尖專家們逐個(gè)上車體驗(yàn)激光雷達(dá)在行駛過程中的環(huán)境感知、障礙物識(shí)別的效果后，對中國本土汽車配件供應(yīng)商在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域所取得的成就大加贊賞。

2017年某德國頂級整車廠商高管蒞臨禾賽

激光雷達(dá)的未來——一切才剛剛開始

It’s just the beginning.

“激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛上的應(yīng)用，就像電子郵件中在互聯(lián)網(wǎng)中起到的作用一樣，只能算得上冰山一角，還有很多更有意思的應(yīng)用等著我們發(fā)掘，探索。

我們大膽地想象20年后的世界，人類需要從事的工作種類大大減少，無人車，無人機(jī)，和各種五花八門的機(jī)器人變得像充電寶一樣充斥在我們的生活中。

而這其中的每個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人都會(huì)面臨復(fù)雜的定位和避障的問題，激光雷達(dá)是迄今我們能找到的最穩(wěn)定最可靠的傳感器。

我們的愿景是，讓每一個(gè)機(jī)器人，擁有屬于他們自己的眼睛。“

——禾賽科技聯(lián)合創(chuàng)始人&CEO李一帆

產(chǎn)品視頻：

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