激光雷达在自动驾驶技术中的发展情况分析

激光雷达是自动驾驶相关技术中最受争议的话题之一。我们已知道特斯拉一直对此不以为然，马斯克甚至将激光雷达路线称为“fool’s errand”，并说任何依靠激光雷达的方案都会“doomed”。

特斯拉可能是个例外，因为大多数OEM和Tier 1开发的自动驾驶系统都在使用激光雷达。摄像头或图像传感器可以使用图像处理技术识别颜色和道路标识，但在极端天气条件（例如大雨、雪和雾）、夜间或照明不足的场景中，摄像头的能力会受到很大影响。另外，摄像头需要更多的计算能力，这也是很大的挑战，因为其它部分也是需要相应算力的；雷达可以在所有环境条件下运行，并可以区分静止或运动的物体；激光雷达不仅可以测距，还可以准确分辨出物体的大小，可以使图像分析更加简单快捷。但激光雷达无法检测到交通信号灯的颜色，无法解释文字或路标。

目前大部分开发高级自动驾驶解决方案的公司都采用激光雷达作为关键传感器之一。就自动驾驶的不同级别而言，大多L2车辆（例如交通拥堵辅助和自动泊车辅助）都有望配备激光雷达，而从现实来看激光雷达对于L3-L5又是必不可少的。

因此，多家公司进入了激光雷达市场，且增长迅速。目前，大约有40-50个主要玩家在开发激光雷达系统。激光雷达的热度还可以通过资本市场的反应看得出来，多家初创公司已实现了多轮融资。上个月，现代摩比斯宣布对Velodyne投资5,000万美元。今年6月，Innoviz在C轮中融到了1亿美元，到目前为止共计2.52亿美元。同月，Ouster从投资者那里筹集了6,000万美元。

ADAS与激光雷达

激光雷达还可能成为ADAS领域中的高级传感器。目前OEM和Tier 1们的主流方案主要还是采用摄像头与雷达。但ADAS功能中的像AEB、BSD、交叉路口/前向/后向碰撞检测、移动物体检测、LCA、LKA、转向避让、自动/半自动泊车、ACC、智能大灯辅助和TJP等等多种功能都可以通过激光雷达而得到性能上的增强。

Yole的报告中也表示，未来ADAS和自动驾驶可能都会成为激光雷达的重要增长动力。

激光雷达采购策略

目前各公司都在采用不同的激光雷达采购策略。一些robotaxi公司或Tier 1甚至在内部开发激光雷达，而另一些正在成为系统集成商。Waymo最初使用的是Velodyne的激光雷达，但从2011年开始内部开发，已开发了三种产品：近距、中距和远距激光雷达。大约三年前，Waymo的的CEO John Krafcik说，他们已经把激光雷达的成本降低了90％。目前他们正在自己的车队中使用自研的激光雷达。今年3月，Waymo开始向机器人、安防和农业技术领域的公司们出售激光雷达。

一些公司则是收购了激光雷达初创公司。2017年10月，通用Cruise收购了加州的固态激光雷达技术初创公司Strobe。当时，Cruise宣称Strobe的芯片级激光雷达技术不仅会显着增强AV的功能，且会将整个传感器集成为一个芯片，可以将激光雷达的成本降低99％；

大约在同一时间，福特的Argo AI收购了Princeton Lightwave。Princeton基于Geiger模式雪崩光电二极管（APD）的激光雷达可达到250米的探测距离。福特和Argo AI计划使用Princeton的激光雷达技术来增强其AV在充满挑战的城市环境中的感知能力。福特还是Velodyne的投资者之一。2016年，福特与百度一起向Velodyne投资了1.5亿美元。目前福特一直在自己的自动驾驶测试车队中使用着Velodyne的激光雷达。

另有一些公司向激光雷达初创公司进行了投资。2018年6月，沃尔沃的企业风投部门（CVC）投资了Luminar。这项战略投资加强了两家公司之间正在进行的合作，其中包括在沃尔沃的AV上测试Luminar的激光雷达。

丰田和宝马的风投机构丰田AI Ventures和宝马iVentures分别加入了Blackmore的B轮融资，该公司于今年5月又被Aurora Innovation收购。Aurora计划将Blackmore的激光雷达集成到其自动驾驶系统中。而Aurora又在自动驾驶领域与现代和大众有合作。

2017年8月，麦格纳投资了专注于固态激光雷达的Innoviz。麦格纳与Innoviz合作，将其固态激光雷达集成到其MAX4自动驾驶平台中，该平台主要针对实现L2-L4。麦格纳是宝马、英特尔/Mobileye联盟的成员，该联盟主要在开发该L3-L5系统。2018年4月，麦格纳和Innoviz获得了宝马的订单，将为宝马全新的iNEXT电动SUV提供激光雷达，计划于2021年投入量产。届时iNXET将具有L3自动驾驶功能。

成本仍然是主要挑战

激光雷达是自动驾驶系统中最昂贵的传感器。Google的无人驾驶测试车辆最初使用了Velodyne的激光雷达。据报道，每台激光雷达价格高达75,000美元。之后Waymo便自行开发激光雷达，将成本降低了90％。

除非激光雷达的成本可以大幅降低，自动驾驶在私家车领域商业化才可行。为此许多初创公司已经声称可以提供成本更低的激光雷达。两年前，Quanergy开始将其固态3D激光雷达S3投入商业生产。该公司声称，S3的批量采购单价仅为250美元。Quanergy设定了一个雄心勃勃的目标，计划将单价进一步降到100美元。

Velodyne也在努力进行降本。2018年1月，该公司将VLP-16 Puck的价格降到了4,000美元，相比之前降低了50%。Velodyne并未对外公产品价格，但该公司表示，总的来说价格取决于传感器的规格、功能及订单的性质，例如交付的数量和紧急程度。

前不久，Velodyne推出了用于自动驾驶应用的Alpha Prime。该产品使用Velodyne的专有环视技术来实现他们称之为一种传感器最高的综合性能。Alpha Prime可提供360°水平FOV、40°垂直FoV，并有着出色的探距能力。

另外Velodyne的固态激光雷达Velarray，水平FoV为120°、垂直FoV为35°，探测距离可达200米。Velodyne将在CES 2020上宣布一种新的激光雷达解决方案，该公司表示，该解决方案将为行业带来更高的成本效益水平。

后记

很显然，除少数例外，大多数AV公司都在使用激光雷达。目前似乎是车载激光雷达的关键时期，且尚不确定哪种技术路线会获胜。目前也有公司提出一些新的解决方案，所有现有解决方案都声称拥有内部专有IP来克服相应的缺点。激光雷达2025年以后的前景仍然不明朗。

汽车产业也已经意识到距离AV商业落地还需要很多年。迄今为止，虽然激光雷达已被多数AV测试车辆广泛采用，人们也越来越倾向将激光雷达用于ADAS应用。但ADAS中激光雷达的使用又在很大程度上取决于成本。

一些激光雷达公司声称，根据应用和所需性能的不同，可以提供价格低于1,000美元的激光雷达。但对于类似BSD等应用的短距激光雷达，要想具有竞争力，成本必须在150-250美元之间。对于可用于前/后视应用的远距激光雷达，相应ADAS系统的价格大约为300美元，而robotaxi时的价格大约为800美元。