大疆搅局激光雷达市场

2020-01-14 dpeng 123

来源:内容转载自汽车之心(微信 ID:Auto-Bit),作者:张竹,谢谢。

2013 年 1 月,当时还名不见经传的无人机公司大疆发布了一款可以随时起飞的四旋翼飞行器整机「大疆精灵」。得益于一体化和易用的特性,「大疆精灵」撬开了民用多旋翼无人机的大门。

如果把这个结果对应到激光雷达领域,这一定也是大疆内部孵化诞生的激光雷达公司 Livox 希望实现的目标。

这家在 2016 年低调成立的激光雷达公司,尽管团队规模已经超过 200 人,但成立三年来鲜有对外发声。

这不得不让人好奇,在今年的 CES 上,Livox 会通过什么样的技术和产品来撬动自动驾驶和汽车市场?

售价 6499 元起,两款面向自动驾驶的重量级产品发布

1 月 6 日,Livox 对外正式推出了两款面向 L3/L4 级别自动驾驶的高性能、低成本激光雷达产品:Horizon 和 Tele-15。

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Horizon(左) 和 Tele-15(右)

过去三年,大量资本注入激光雷达行业,为的就是开发出高性能、低成本、可量产并拥有车规级质量与稳定的激光雷达,这是整个自动驾驶行业都在翘首以盼的产品。

Horizon 和 Tele-15,会是这样的产品吗?

先上一张参数表格,来一探究竟:

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在价格上,Livox 没有让人失望,直接将激光雷达的价格拉到了万元以下。

Horizon 和 Tele-15 的售卖价格分别为 6499 元和 9000 元。

听闻这个售价,你可能会惊呼 Livox 是「价格屠夫」,也可能会更加好奇 Livox 控制成本的本事究竟来自哪里?

正如 Livox 全球市场总监邓睿豪向汽车之心介绍的,大疆一直在推动的事情,是希望将前沿技术平民化,这种思路也同样适用于 Livox。

与其说是价格屠夫,倒不如说这两款产品的发布,更大的意义在于 Livox 将自动驾驶用的车载激光雷达价格,从万元时代拉到了千元时代。

自动驾驶汽车平民化「战役」的第一枪就此打响。

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Horizon 探测到的一名行人在十字路口过马路时的点云图

既然 Horizon 和 Tele-15 都是为 L3/L4 级别自动驾驶应用设计的高性能激光雷达,那两者又有哪些分工?

Horizon 可以实现远至 260 米、反射率为 80% 的物体探测。由于 Horizon 的水平视场(HFOV)为 81.7°,可以轻松覆盖 10 米外的 4 条车道。

这就意味着,在城市路况下,Horizon 可以帮助自动驾驶汽车「看得」更宽。

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Tele-15 探测到的 497 米处建筑物点云样本

Livox Tele-15 专为远距离探测而设计。

据汽车之心了解,在 905 纳米波段下,能够做到人眼安全且同时达到 500 米(反射率为 80%)探测距离的产品屈指可数,而 Tele-15 就是其中之一。

这意味着在高速路况下,Tele-15 可以让自动驾驶汽车「看得」更远。

实际上,如果把 Horizon 和 Tele-15 两款产品组合起来,两者更像是一套完整的激光雷达解决方案。

据汽车之心了解,在 Livox 与自动驾驶公司 AutoX 的合作中,后者的原型车在车身周围搭载的便是 Horizon 和 Tele-15,包括:

  • Horizon:5 个 Horizon 传感器组合可实现 360°覆盖,总成本仅为 64 线机械激光雷达的 5%;

  • Tele-15:1 个 Tele-15 位于车辆前方位置。

帮助自动驾驶汽车「看得」更宽、更远,这样的搭配对强调以「安全第一」的汽车厂商、Tier1、自动驾驶技术公司来说,吸引力几何?

在 Livox 现有的合作伙伴中,我们可以从中一窥:

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Livox 合作伙伴一览

眼下, Livox 比较典型的客户包括:自动驾驶公司 AutoX 和希迪智驾,商用移动机器人公司 Refraction AI 和高仙机器人,以及专注于空中、地面和移动激光扫描技术的数字绿土。

开创性的扫描技术

如果仅仅是因为低价策略,就认为 Livox 能搭上激光雷达第一梯队的末班车,那就太想当然了。

价格战还不足以帮助 Livox 在竞争日趋激烈的激光雷达领域攻城略地。

Livox 真正的突围是在技术路径的选择上。

在前期探索了包括多线旋转式、MEMS、Flash、光学相控阵等在内的激光雷达技术方案后,Livox 最终锁定了自己的方向。

事实上,无论是 Livox 在 2019 年年初推出的 Mid 系列还是在今年 CES 上发布的 Horizon 和 Tele-15,其最终目的不是要以低价在市场竞争中取胜,更大的意义是探索出了激光雷达发展的一个新方向。

这个方向延续了大疆在无人机领域的「人无我有」的一贯特质。

一直以来,自动驾驶从业者相信,打造一台「人人都用得起」的激光雷达,最关键就是革新传统旋转式激光雷达的机械设计。

这样能大量减少可移动部件——激光雷达不但结构和量产变得简单,成本也会相应降低。

那么, Livox 给出的方案是什么?

答案是——非重复式扫描技术。

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Livox 独特非重复扫描方式 vs 传统机械线性扫描方式

非重复式扫描,是指随着激光束在视场(FOV)内非重复式扫描,激光雷达扫描的区域面积会随着时间增大。

选择这种技术路径的背后,正是源于 Livox 对机械式激光雷达种种弊端做出的考量:

首先,传统机械式激光雷达的线式扫描,存在漏检物体的可能性;

其次,机械式激光雷达内部的旋转部件会带来磨损、振动等,将大大降低激光雷达的稳定性和可靠性;

第三,机械式激光雷达的工作模式难满足车规级应用场景。

而非重复扫描方式,与传统激光雷达线性重复式扫描相比,优势有三:

  • 扫描轨迹不会重复;

  • 可实现随着扫描时间增加,达到近 100%的视场覆盖率;

  • 没有电子元器件的旋转磨损,可靠性更高。


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不同时间段点云效果

在点云效果上,Livox 的产品可圈可点。如上图,当积分时间为 0.1 秒时:

Mid-40 的视场覆盖率与 32 线机械激光雷达相当。值得一提的是,Mid 系列在在静止状态下如测绘、智慧城市等领域的扫描精度更高,可以达到近 100% 的视场覆盖率。

Horizon 和 Tele-15 的表现如何呢?

前者的视场覆盖率与 64 线机械激光雷达相当。后者可以在 15°圆形视场范围内扫描 99.8%的区域,优于传统 128 线激光雷达。

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激光雷达对比:10 米远的行人

非重复式扫描带来的好处是,可以减小视场内物体被漏检的概率,有助于探测视场中的更多细节。

有业内人士评价:Livox 这种创新式的扫描方式,为激光雷达的发展提供了一种全新的思路,未来或许会有更多无死角的 3D 激光雷达出现。

用一句话来总结 Livox 的思路,那就是激光雷达运动部件越少,运动方式越简单,可靠性越高。

Livox 正是通过这种方式,在保证产品可靠性的同时,也在一定程度上降低了激光雷达的成本。

量产和封装技术

激光雷达作为占据自动驾驶「半壁江山」的传感器,「量产和交付」是所有激光雷达公司在激烈竞争中安身立命的根本。

2018 年,Velodyne 新建激光雷达「超级工厂」,以进一步提升激光雷达产能。当时 Velodyne 表示,如果工厂生产线满负荷运行,年产百万台激光雷达完全没有问题。

显然,强悍的生产制造能力也是 Livox 立稳脚跟的重要砝码。

背靠大疆的百万级量产能力的工厂和强大的供应链体系,Livox 同样具备快速量产的能力。

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但这还不够,决定量产效率背后的,是 Livox 开发的一套 DL-Pack 解决方案。

这是一种多激光器和多雪崩光电二极管(APD)封装技术,它可以消除激光器人工校准过程,实现激光雷达的批量生产,进而提高产能。

目前市售的大部分激光雷达,这些校准通常都是由熟练的技术人员手动完成。

一个对比是,这种人工校准方式在单条产线上一天最多可以生产 15 台激光雷达,而 Livox 在使用 DL-Pack 方案后,量产效率提升了惊人的 20 倍——达到单条产线 300-400 台/天。

生产效率提升的背后,是 Livox 有足够的能力缩短交货周期,车企或者自动驾驶技术公司再也不用担心因激光雷达交付周期过长,从而导致研发进度受到影响或是潜在利益受到损失。

高性能、低成本、可量产:Livox 的三个关键词

正如大疆一直在无人机领域所做的努力,希望将前沿技术平民化。

围绕「高性能、低成本、可量产」这三个关键词打造激光雷达产品,Livox 目前的进展相当迅速:

  • 售价 6499 元的 Horizon 在 1 月 7 日对外开售。

  • 售价 9000 元的 Tele-15 目前仅供部分关键客户进行测试,今年第二季度将正式对外供货。

以 Horizon 和 Tele-15 两款产品为开端,这种思路也在 Livox 身上得到复现——激光雷达在自动驾驶这个前沿领域的售价不再高高在上。

足够有竞争力的产品性能和价格、开创性的扫描技术方式和能够提高生产效率的封装技术,再加上背靠大疆这棵参天大树,与大部分激光雷达公司相比,这是 Livox 在起跑线上的优势,也将是未来 Livox 在自动驾驶传感器这条充满前景的赛道上持续突围的关键。


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