近期有消息稱，禾賽科技會在即將開幕的中國國際工業(yè)博覽會上,，首次對外發(fā)布無人車及輔助駕駛可用的32線激光雷達（LiDAR）,。
禾賽方面表示,，32線LiDAR可以實現(xiàn)150米的探測距離，采用機械旋轉(zhuǎn)設(shè)計,，水平視場角360°,，垂直視場角30°。產(chǎn)品已經(jīng)在內(nèi)部路測,，這是國內(nèi)第一家多線激光雷達生產(chǎn)商首次公開展示32線激光雷達產(chǎn)品及其實測效果視頻,。據(jù)禾賽創(chuàng)始人李一帆透露，這款32線激光雷達明年年初將會小批量供貨,，屆時價格會"非常有競爭力",。
翻翻新聞就會發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)激光雷達企業(yè)好像在近半年迎來了產(chǎn)品爆發(fā),。北科天繪在2016年5月推出了首款16線360度導(dǎo)航LiDAR ——R-Fans,。速騰聚創(chuàng)（RoboSense）在10月28日也對外發(fā)布了RS-LiDAR，是一款16線激光雷達,。在國外品牌壟斷車載激光雷達市場的大背景下,，自主多線激光雷達產(chǎn)品的誕生，為拉低產(chǎn)品售價帶來了更多可能,。
自動駕駛為什么需要激光雷達
一則本周的新聞引發(fā)了討論,。在特斯拉數(shù)起安全事故之后，馬斯克在本周三宣布,，明年所有量產(chǎn)的Model S,，Model X和Model 3車型，都將配備能夠在某一程度實現(xiàn)最高級別自動駕駛（Level 5）的傳感器,，包括8個攝像頭、12個全新超聲波傳感器以及一個前向探測雷達,。馬斯克把“攝像頭+毫米波+超聲波”的傳感方案貫徹到底,，自始至終都沒有考慮激光雷達。
車用激光雷達就這樣被馬斯克“嫌棄”了,。
眾所周知,，全自動駕駛已經(jīng)解放了人類的手腳、雙眼,，在環(huán)境感知時必須滿足任何時間任何天氣下對周圍環(huán)境360度探測,，而現(xiàn)階段單靠其中一種傳感器都無法滿足這個要求。
馬斯克的想法可以猜到一二,?！皵z像頭+毫米波雷達+超聲波雷達”因為價格低廉，可以做到最快速度產(chǎn)品化,。讓更多自動駕駛功能被用起來,，然后通過眾包采集的方式,，來提供完善算法所需的有效數(shù)據(jù)，這是馬斯克的思路,，目標(biāo)是“挖掘軟件算法潛力來克服硬件瓶頸,，實現(xiàn)全自動駕駛”。
另一種思路就是把各種“不完美”的傳感器組合起來,。
攝像頭擅長識別（物體是車還是人,、標(biāo)志牌是什么顏色），但容易受光線,、天氣影響,，在強光直射時會出現(xiàn)致盲，運氣最差的時候會導(dǎo)致整個傳感器失靈,。毫米波雷達在不同光線和天氣中表現(xiàn)出較強的可靠性,，主要作用也是檢測追蹤物體，但分辨率相對較低,，看東西像近視眼沒戴眼鏡,，并且檢測行人的能力不足；激光光束的聚攏特性,，不會因為衍射而錯過細(xì)小物體,，不過因為整體技術(shù)不如毫米波成熟，在雨霧天的表現(xiàn)會收到影響,。
這種路線認(rèn)為,，在“硬件萬無一失”的前提下，可以簡化算法更快實現(xiàn)功能,。沒有一個傳感器可以獨當(dāng)一面,，激光雷達也不例外。但是因其精準(zhǔn)快速的特點,，成為必不可少的補充,。
對還處在百花爭鳴階段的自動駕駛來說，時間會驗證技術(shù)路線的可行性,。但不可否認(rèn)的是,，一種被不少人認(rèn)可的主流技術(shù)方案里，激光雷達與自動駕駛在一起已是板上釘釘?shù)氖聦?。ABB,、沃爾沃、福特等品牌都有在量產(chǎn)車上使用激光雷達的計劃,，早在四五年前就和激光雷達供應(yīng)商開始了開發(fā)合作,，并且會在三年內(nèi)陸續(xù)推出裝載激光雷達的量產(chǎn)車。
市場主流激光雷達供應(yīng)商
目前,，多數(shù)車用激光雷達都由兩家國外公司壟斷,。
Velodyne64線激光雷達點云圖
一家是來自美國硅谷的Velodyne,。主要產(chǎn)品是3D激光雷達。因為縱向激光線數(shù)多,，有16,、32和64，垂直視角更大,，可以進行整個環(huán)境的數(shù)據(jù)收集,，清晰勾勒出視場中物體的邊沿輪廓，如果用軟件生成激光點云圖,，可以實時描繪出周圍所有物體,。這種多線數(shù)激光雷達往往采用一個或多個方案，放在車頂或車身不同位置,，小到路沿大到行人,、樹木、房屋,，在掃描范圍內(nèi)的物理環(huán)境都可以被3D重建,。
Solid-State Hybrid Ultra Puck Auto
我們最常見的“車頂花盆”就是這家公司的64線激光雷達產(chǎn)品，32線也可以在不少自動駕駛汽車案例中找到身影,。為了更加適應(yīng)汽車市場,，Velodyne專為車企設(shè)計了一款32線激光雷達Solid-State Hybrid Ultra Puck? Auto，產(chǎn)品如其名,，大約冰球大小?，F(xiàn)在正在與車企合作測試做進一步完善，如果2017年訂單量達到100萬臺,，可以給到500美金的單價,。
還有一家是德國公司Ibeo。提供線數(shù)較少的二維激光雷達,。這些激光雷達在垂直方向發(fā)射的激光線數(shù)較少,，一般為4條或8條。探測環(huán)境的時候,，只有一個平面或類似2.5D的有效掃描范圍。這類低線束激光雷達一般嵌入到車燈或者前臉保險杠的位置,，起到檢測前方車輛,、行人、地線,、馬路牙,、路肩、路欄等移動物體的作用,。
法雷奧與Ibeo合作量產(chǎn)的ScaLa
Ibeo和法雷奧合作研發(fā)的4線激光雷達ScaLa系列,，被用于Cruise4U系統(tǒng)中AEB（自動剎車系統(tǒng)）的測距模塊,，明年年初就會量產(chǎn)。Ibeo和車企合作的自動駕駛測試車上,，常見miniLUX和LUX兩款產(chǎn)品,。LUX四線系列目前一般在10萬人民幣級別，量產(chǎn)后的供貨價格有可能控制在人民幣3000元以下,。
兩種方案思路不同,，應(yīng)用場景也存在差異，但是都想用更加準(zhǔn)確的檢測追蹤等能力,，把自動駕駛向安全再推進一點點,。3D激光雷達可以盡可能多地重建周圍環(huán)境，并且挖掘出高精度地圖的延伸價值,，而2.5D激光雷達可以補充3D激光雷達車身周圍的盲區(qū),。
但值得注意的是，激光雷達仍然是面向測試用車的“后裝產(chǎn)品”,，還沒有達到直接上車走量的標(biāo)準(zhǔn),，也要進行很多車規(guī)級驗證。成本造價不菲,，一不小心就比車還貴,，加上主機廠對裝車美觀的要求，活好錢少身材小的車規(guī)級激光雷達是迫切需要,。
國內(nèi)初創(chuàng)公司的機會與挑戰(zhàn)
國外掌握了相對成熟的技術(shù),，不過在市場初起階段，任何公司都有機會用一款過硬的產(chǎn)品進入市場,。
目前進入車用領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)公司都試圖挑戰(zhàn)3D激光雷達,，誕生了很多16線和32線是產(chǎn)品，用來追求垂直方向更加優(yōu)秀的感知范圍和分辨率,。例如北科天繪和速騰聚創(chuàng)（RoboSense）的16線,、禾賽科技的32線產(chǎn)品。
速騰聚創(chuàng)（RoboSense）16線產(chǎn)品
北科天繪16線產(chǎn)品
不同激光雷達的構(gòu)造存在差別,，不過大致由發(fā)射系統(tǒng),、接收系統(tǒng)、信息處理等部分組成,。除了本身精密儀器的技術(shù)要求,，對于將激光雷達線數(shù)增加并放至車載環(huán)境使用，國內(nèi)創(chuàng)業(yè)公司需要面臨不少挑戰(zhàn),。
首先,，在追求探測視角和精度，并且要滿足車用小型化。線數(shù)增加后,，確保不同束激光發(fā)射后被相應(yīng)的接收器接受,，是一個存在難度的核心技術(shù)點。同時,，激光雷達內(nèi)部的多種元器件間容易形成干擾,，激光線束增加的同時，還要確保緊湊空間內(nèi)多路激光收發(fā)無串?dāng)_,。
其次,，行車有信息采集實時性的要求，高速電路的采集頻率要達到1G/s,。遠(yuǎn)距離探測的需要,，對返回小信號提取的能力，也提出了更高要求,，這部分和信號處理的算法存在關(guān)聯(lián),。
最后，正如前文所說,，目前激光雷達要重點考慮低成本和量產(chǎn),。因此產(chǎn)品內(nèi)部模塊在設(shè)計時，就要考慮適應(yīng)量產(chǎn)的模塊,，減少人工介入的環(huán)節(jié),。并且在后期大批量生產(chǎn)的供應(yīng)鏈上，提前做好儲備,。
總體而言,，產(chǎn)品設(shè)計、識別算法,、供應(yīng)鏈,、集成等維度，是產(chǎn)品端需要做好的功課,。
除了產(chǎn)品上的突破,，激光雷達在國內(nèi)可以提供服務(wù)上的“加分項”。對剛剛接觸這個新傳感器的企業(yè)而言,，多線數(shù)激光雷達的原始點云數(shù)據(jù)處理并不擅長,，他們更傾向供應(yīng)商能提供一個加工后的結(jié)果，直接輸出分類信息,。除了產(chǎn)品一并提供原始點云數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件,，面向客戶輸出軟硬件一體的方案，會讓公司在競爭中占據(jù)先機,。
車云小結(jié)
在火熱而競爭激烈的自動駕駛領(lǐng)域，可以把核心競爭力簡單粗暴地概括為“把黑科技帶進生活的執(zhí)行力”。作為自動駕駛不可或缺的核心傳感器,，激光雷達在國內(nèi)規(guī)?；a(chǎn)的消息，也會加速一輛消費級的自動駕駛汽車來到我們身邊,。