激光雷達(dá)發(fā)展過(guò)程中逃不掉的難題
作者: 嶺緯科技發(fā)表時(shí)間:2021-04-30 09:36:44
激光雷達(dá)是一項(xiàng)通過(guò)紅外線激光器照射對(duì)象物、以光傳感器捕捉反射光來(lái)測(cè)量距離的技術(shù)。原本被用于飛機(jī)、月球和山地的測(cè)量等,成本較高,但與用于感知障礙物的毫米波雷達(dá)結(jié)合使用,能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的測(cè)量。因此,激光雷達(dá)可以作為自動(dòng)駕駛汽車的“眼睛”,用于感知環(huán)境,是實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作高度自動(dòng)駕駛的重要零部件。
32線、250米探測(cè)距離、10%反射率,這是福特和通用兩家公司在2015年底給出的無(wú)人駕駛用激光雷達(dá)最低技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),在此標(biāo)準(zhǔn)以下的激光雷達(dá),一般只能用于機(jī)器人、運(yùn)貨車等低端用途。
從自動(dòng)駕駛從1級(jí)到5級(jí)的演進(jìn)過(guò)程,不難看出,在1-2級(jí)自動(dòng)駕駛階段,通常需要1-3個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)和1個(gè)輔助攝像頭;在3級(jí)自動(dòng)駕駛中,至少需要4-6個(gè)雷達(dá)和4個(gè)以上的輔助攝像頭;而到了4-5級(jí)階段,則需要6-10個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)、6-8個(gè)輔助攝像頭和1-3個(gè)激光雷達(dá)。 對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)來(lái)說(shuō),當(dāng)前車輛中半導(dǎo)體器件價(jià)格平均在400美元左右,但在未來(lái)的10-15年內(nèi),這一數(shù)字將會(huì)上升至1200美元。其中,400美元將完全用于自動(dòng)駕駛。如果繼續(xù)細(xì)分這400美元,約1/4用于車輛人工智能技術(shù),剩余的3/4將全部用于包括毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)在內(nèi)的傳感技術(shù),這絕對(duì)是一個(gè)不容錯(cuò)過(guò)的龐大市場(chǎng)。
但傳統(tǒng)的激光雷達(dá)采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行掃描,由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)精密又需要人工調(diào)試,導(dǎo)致生產(chǎn)效率比較低,這種不能規(guī)?;⒆詣?dòng)化的生產(chǎn)方式是其成本居高不下的主要原因。
車載激光雷達(dá)系統(tǒng)當(dāng)前最大的瓶頸還是在于成本太高,接近于一輛整車的成本只能使其更多的被應(yīng)用在無(wú)人駕駛測(cè)試車上,5年甚至更長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都比較難于在乘用車上實(shí)現(xiàn)裝配。
我們?nèi)绻杂脖P行業(yè)作為類比,可能會(huì)更容易理解一些。早先的“機(jī)械”硬盤HDD內(nèi)部基于機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫,新一代的“固態(tài)”硬盤SSD基于電子部件,沒有機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件,體積小穩(wěn)定性高。同樣的演進(jìn)規(guī)律也會(huì)發(fā)生在激光雷達(dá)行業(yè),MEMS、OPA(相控陣)和Flash是當(dāng)前車載固態(tài)激光雷達(dá)的三種主要技術(shù)路徑。與機(jī)械式激光雷達(dá)相比,固態(tài)激光雷達(dá)更容易滿足自動(dòng)駕駛普及的要求:大規(guī)模、低成本和車規(guī)級(jí)。
有業(yè)內(nèi)人士稱,每隔12-18個(gè)月,激光雷達(dá)的通道數(shù)將增加一倍,而同樣通道數(shù)的激光雷達(dá)價(jià)格可以降低一半,這有點(diǎn)類似芯片行業(yè)的“摩爾定律”。而激光雷達(dá)市場(chǎng)的爆發(fā),要等到2021年前裝市場(chǎng)啟動(dòng),屆時(shí)每年的增長(zhǎng)數(shù)量可能是十萬(wàn)臺(tái)、百萬(wàn)臺(tái)的水平。