究竟有什么解決自動駕駛安全問題的破解大法？

近來，激光雷達(dá)行業(yè)事情很多，鼻祖德國Ibeo宣告破產(chǎn)，Velodyne和Ouster股價跌幅均超過90%；迫不得已之下，Velodyne和Ouster宣布合并，激光雷達(dá)賽道迎來新一輪洗牌，更突顯激光雷達(dá)生意確實難做！

不過，在中國卻是另一番景象：激光雷達(dá)企業(yè)融資、新品發(fā)布，特別是純固態(tài)激光雷達(dá)“撞車”之聲不絕于耳。這讓我們不得不問：在這一細(xì)分賽道，他們究竟有什么解決自動駕駛安全問題的破解大法？

如何補缺國內(nèi)企業(yè)短板？

激光雷達(dá)老牌企業(yè)Ouster與Velodyne合并說明，在經(jīng)濟遇冷時點的燒錢無異于“***”。

國外傳統(tǒng)主機廠自動駕駛研發(fā)很早，在激光雷達(dá)使用方面有很多積累，也推出了相應(yīng)的量產(chǎn)車型，但出于安全性、舒適性等方面的考慮，開發(fā)周期非常長，最早七年，現(xiàn)在至少也要四到五年。在德國主機廠有限，激光雷達(dá)硬件企業(yè)上車節(jié)奏難以把握。持續(xù)燒錢、等待窗口長，加上企業(yè)目標(biāo)市場不盡相同，沒有推出相應(yīng)的產(chǎn)品，這些都是海外激光雷達(dá)行業(yè)面臨窘境的原因所在。

反觀國內(nèi)，汽車智能化發(fā)展速度越來越快，相比德國汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)性的做事方法，國內(nèi)對于新事物的理解和投入節(jié)奏形成了鮮明對比。近年來，更有融合東西方特色的“跨國”企業(yè)做得風(fēng)生水起。

2017年成立的亮道智能翌年即開始“中德布局”，建立了亮道德國，走出一條與眾不同的出海之路。亮道智能德國CEO冀旸博士稱之為“德國的橋頭堡”，其成立之初定位有三：發(fā)掘德國優(yōu)質(zhì)汽車資源，包括經(jīng)驗豐富的工程師和創(chuàng)新科技；搭建國際化激光雷達(dá)研發(fā)和商務(wù)團(tuán)隊，以本地化團(tuán)隊支撐德國業(yè)務(wù)；通過德國市場，包括主機廠和Tier1，在歐洲建立亮道的市場。

“在與德國客戶接觸中，我們發(fā)現(xiàn)，中德背景的企業(yè)是非常稀缺的資源，就像是橋頭堡?！奔綍D博士說。

成立幾個月后，亮道德國成為了大眾集團(tuán)供應(yīng)商，雖然初始項目不大，卻頗具里程碑意義。其第一個項目是測評保時捷大燈燈罩對激光雷達(dá)光學(xué)的影響，并以此打開了德國主機廠的大門，也看到了激光雷達(dá)作為新型傳感器未來的巨大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

通過與大眾集團(tuán)緊密合作，德國團(tuán)隊用亮道自研的真值系統(tǒng)采集不同駕駛場景，建設(shè)了場景庫。通過合作，亮道更加了解客戶的真實需求，并在大規(guī)模駕駛場景采集中發(fā)現(xiàn)，側(cè)向補盲方面還缺少一款合適的激光雷達(dá)，遂從2019年開始在歐洲布局硬件研發(fā)。

直到現(xiàn)在，亮道在歐洲場景庫的采集還在繼續(xù)，包括高速、城區(qū)、通暢、擁堵、雨雪天、白天和黑夜，積攢了非常多有意義的駕駛場景，以分析客戶及市場需求，支持亮道場景庫建設(shè)。

稀缺性特色融入中德合作朋友圈

在德國，亮道并非以銷售為主，而是以技術(shù)為主導(dǎo)的技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)。德國的強項之一在于汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的影響力和很強的預(yù)研能力，更著眼于兩年、三年、五年甚至十年后技術(shù)的重要革新。因此，亮道在德國努力與Bosch、AVL、CARIAD、dSPACE、Fraunhofer等大型企業(yè)合作研發(fā)前瞻技術(shù)。

“這對一家中國企業(yè)來說不是一件容易的事情，”冀旸博士說。首先，技術(shù)上需要得到認(rèn)可，前瞻項目都與德國政府未來的科學(xué)技術(shù)發(fā)展方向相關(guān)，由政府主導(dǎo)，不同頭部企業(yè)組成研發(fā)聯(lián)盟去申請項目。在亮道負(fù)責(zé)核心任務(wù)的不同項目中，包括開發(fā)激光雷達(dá)感知算法和測試驗證方法。

憑借技術(shù)實力和中德背景，亮道積攢了眾多合作伙伴，建立了自己的朋友圈。至今為止，亮道成功申請開發(fā)的預(yù)研項目都是通過此前與主機廠的合作拿到的。在此基礎(chǔ)上，亮道成功申請了多個大型政府項目，每個項目預(yù)算都在1億人民幣以上。

經(jīng)過兩三年軟件、硬件技術(shù)、商務(wù)人才的精心準(zhǔn)備，2021年歐洲疫情逐漸常態(tài)化之際，亮道開始進(jìn)入了收獲季，并實現(xiàn)了幾個里程碑：

與寶馬、Magna建立了合作關(guān)系，亮道在國內(nèi)既做相應(yīng)的數(shù)據(jù)合規(guī)采集和處理，在德國又有完整的工具鏈服務(wù)于德國主機廠的測試驗證，提供本地化解決方案；

與德國政府持續(xù)合作，開始智慧城市項目嘗試。亮道在車路協(xié)同方面與德國城市合作，將國內(nèi)具有前瞻性的路側(cè)感知方案布局在智慧城市發(fā)展項目；

亮道德國團(tuán)隊持續(xù)擴大，成為中資企業(yè)在歐洲獨樹一幟的標(biāo)桿后，積累了大量人才庫，成為今后可持續(xù)發(fā)展的重要儲備。

經(jīng)過多年探索，形成了亮道德國三個業(yè)務(wù)板塊：量產(chǎn)合作項目；車路協(xié)同的智慧城市；在慕尼黑建立硬件開發(fā)實驗室，進(jìn)行硬件前瞻研發(fā)。

激光雷達(dá)量產(chǎn)項目并不好做，亮道在德國是怎么做的呢？冀旸博士表示：“中德兩地市場需求不同，針對德國數(shù)據(jù)合規(guī)要求，需要打造自動化工具鏈，其核心基礎(chǔ)同樣適用于國內(nèi)量產(chǎn)項目。”在數(shù)據(jù)采集車搭建、車輛標(biāo)定、數(shù)據(jù)采集規(guī)劃與管理方面，整個過程都要分別符合國內(nèi)和歐洲兩地的數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)。亮道工具鏈經(jīng)過德國和國內(nèi)量產(chǎn)項目的成功驗證，建立了“亮道數(shù)據(jù)工廠”，既可以服務(wù)歐洲客戶，又可以服務(wù)國內(nèi)客戶。

“在任何一個國家扎根，都離不開和當(dāng)?shù)匚幕c社會的融合，亮道智能在技術(shù)、商務(wù)領(lǐng)域搭建起了強大的朋友圈。中德背景的稀缺性使許多不同崗位的人都團(tuán)結(jié)到了亮道周圍?！边^去近四年，一步一個腳印走過來，亮道的中德發(fā)展由小到大，由兩個人到一個團(tuán)隊，由沒有產(chǎn)品到打開德國市場，由沒有人認(rèn)識到現(xiàn)在牢牢扎根德國。

為什么是純固態(tài)？

2022年，亮道智能的腳步可謂緊鑼密鼓，開發(fā)進(jìn)展順利，并取得了一系列階段性成果：

今年5月，發(fā)布了國內(nèi)首款純固態(tài)側(cè)向補盲激光雷達(dá)LDSatellite；

側(cè)向補盲激光雷達(dá)核心元器件SPAD（單光子雪崩二極管）芯片成功通過AEC-Q100認(rèn)證；

自有工廠全自動化生產(chǎn)產(chǎn)線積極建設(shè)中，計劃2023年第一季度投產(chǎn)驗證；

亮道智能對于激光雷達(dá)市場和應(yīng)用的態(tài)度可見一斑。

純固態(tài)側(cè)向補盲激光雷達(dá)LDSatellite

純固態(tài)激光雷達(dá)是目前最前沿的技術(shù)，但在開發(fā)和成本控制方面存在著各種挑戰(zhàn)。亮道智能為什么在這個節(jié)點推出補盲激光雷達(dá)呢？是不是意味著激光雷達(dá)量產(chǎn)上車階段已經(jīng)到來？

亮道智能CEO劇學(xué)銘博士解釋說，三年前行業(yè)就開始探討固態(tài)技術(shù)，也有公司提出用OPA方式做純固態(tài)，“雖然Flash路線跟OPA有一些差異，但它更適合完成工程化，實現(xiàn)量產(chǎn)突破?！?/p>

從上游看，亮道智能用SPAD芯片做相關(guān)的一些測試嘗試最早可追溯到2019年，當(dāng)時拿到了配合激光雷達(dá)的SPAD早期的實驗DEMO件。亮道最早是基于Tier1的硬件做激光雷達(dá)的開發(fā)，包括感知功能的測試驗證和數(shù)據(jù)閉環(huán)。2020年亮道開始硬件搭建，致力于固態(tài)Flash技術(shù)的上車應(yīng)用。

大視場小尺寸為側(cè)向補盲而生

此時此刻，之所以用Flash技術(shù)做補盲，劇學(xué)銘博士這樣解釋，因為之前是前向為主，如法雷奧Scala在奧迪A8上車，現(xiàn)在不管什么技術(shù)路線，已有更多高線束前向激光雷達(dá)在國內(nèi)車型落地。邏輯上講，補盲肯定出現(xiàn)在前向之后，而用Flash技術(shù)做補盲具有一些優(yōu)勢。他認(rèn)為，基于SPAD組合更適合中近距離激光雷達(dá)的產(chǎn)品定義，兼顧高性能、可靠性和低成本，同時實現(xiàn)非常好的功能。

雖然車上也有攝像頭和毫米波雷達(dá)，已覆蓋目前的L2+以上前向感知，但大量測試表明，“側(cè)向只基于攝像頭可靠性與安全冗余不足，特別在一些橫向快速切入、強光照攝像頭致盲等情況下，而毫米波也有某些目標(biāo)識別反應(yīng)不過來的場景，所以補盲是一個剛需?！眲W(xué)銘認(rèn)為。

據(jù)介紹，LDSatellite具有120°×75°超大視場角，組合方案可360°近場感知車輛周圍環(huán)境的減速帶、馬路邊沿、寵物、錐桶、孩童等低矮目標(biāo)，精準(zhǔn)探測奇形車位、路障欄桿、路牌等高處物體，能夠賦予車輛無盲區(qū)近場信息感知能力，大幅提升車輛行泊安全。

LDSatellite 的核心元器件是可靠性及使用壽命已通過AEC-Q100認(rèn)證的SPAD芯片。其測試標(biāo)準(zhǔn)和條件極為嚴(yán)苛，包括功能與性能加速環(huán)境應(yīng)力測試、加速壽命模擬測試、可靠性測試、密封性測試等七大類40多項。這意味著LDSatellite產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入車規(guī)驗證階段。

在保證近場高感知性能的同時，LDSatellite 高度集成，纖巧輕量，外露窗口僅48mm×88mm，大小與信用卡相當(dāng)。它支持多種集成方案，可根據(jù)客戶整車開發(fā)需求靈活嵌入車身、前保險杠兩側(cè)、左右翼子板、車頂兩側(cè)、后保險杠等位置，如衛(wèi)星般環(huán)繞車身，兼顧功能實現(xiàn)與外觀審美。

LDSatellite 高度集成，纖巧輕量

LDSatellite實現(xiàn)的補盲+前向組合探測使近場環(huán)境盡在掌握，解決了大部分激光雷達(dá)集中于前向長距檢測垂直視場角不足、障礙物檢測仍存在一定近場盲區(qū)、難以應(yīng)對影響安全駕駛的近場復(fù)雜多變障礙物等問題。該產(chǎn)品的上車可有效補強前向主雷達(dá)的探測不足，例如在行人橫穿馬路時精準(zhǔn)探知左右兩側(cè)靠近的行人，保障出行安全。

LDSatellite補盲激光雷達(dá)與前向主雷達(dá)組合感知

LDSatellite最顯著的優(yōu)勢在于，其超大視場角賦予車輛近場低矮物體的超強感知能力，哪怕一個籃球突然滾落至車前盲區(qū)，也能清晰捕獲其行動軌跡。

多維度對比孰優(yōu)孰劣？

首先看，在傳感器融合方面，攝像頭、激光雷達(dá)和毫米波之間關(guān)系如何？劇學(xué)銘博士認(rèn)為，要實現(xiàn)自動駕駛，安全非常重要，所以感知要多加冗余，這是比較長期的趨勢。對比4D毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)的分辨率、距離和使用場景，“這是兩個不同定義的傳感器，要根據(jù)客戶到底做什么功能或什么價格的車型，以及感知預(yù)留成本來選擇。這是一個綜合決策的結(jié)果。”他說。

其次，固態(tài)激光雷達(dá)的技術(shù)組合非常多，比如被視為機械式向純固態(tài)進(jìn)軍必經(jīng)之路的MEMS激光雷達(dá)，它采用固定發(fā)射單元和微振鏡，畢竟有運動部件，所以是半固態(tài)。而Flash激光雷達(dá)是真正意義上的純固態(tài)激光雷達(dá)，所以被Ibeo、Ouster、大陸集團(tuán)等采用；半固態(tài)激光雷達(dá)陣營廠商速騰、禾賽等也在加大Flash的研究和投入。隨著技術(shù)的成熟，純固態(tài)在規(guī)?；⒊杀?、可靠性上都有明顯優(yōu)勢，將成為激光雷達(dá)遠(yuǎn)期最主流的技術(shù)形態(tài)。

第三是成本，F(xiàn)lash激光雷達(dá)跟傳統(tǒng)激光雷達(dá)比也有優(yōu)勢。在結(jié)構(gòu)上，F(xiàn)lash激光雷達(dá)內(nèi)部器件更標(biāo)準(zhǔn)化，包括發(fā)射、接收、驅(qū)動芯片和光學(xué)模組，大多采用半導(dǎo)體工藝制造。規(guī)?；a(chǎn)的芯片價格比較低，隨著芯片價格下降，更適合在車上大規(guī)模部署，甚至可以下探到15萬的車型，“甚至可以在一輛車上裝兩顆、四顆甚至更多顆，”劇學(xué)銘博士說。

亮道智能產(chǎn)品戰(zhàn)略總監(jiān)王石峰表示：“純固態(tài)激光雷達(dá)也面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)，壁壘還是比較高的。”首先要有各種各樣場景足夠的數(shù)據(jù)積累，產(chǎn)品定義才有可能符合市場要求，這來自于測試驗證和算法開發(fā)能力的長期積累；從硬件看，補盲或Flash激光雷達(dá)涉及核心光學(xué)，像SPAD芯片及驅(qū)動或控制邏輯，也是主要難點。傳統(tǒng)SPAD和VCSEL半導(dǎo)體廠商并不理解產(chǎn)品的應(yīng)用場景和控制邏輯，需要激光雷達(dá)廠商長期摸索來定義一款符合最終功能需求的產(chǎn)品。當(dāng)然，因為Flash沒有任何運動部件，所以過車規(guī)相對容易。

純固態(tài)激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)

他認(rèn)為，跟MEMS激光雷達(dá)對比，如果是近距離補盲，F(xiàn)lash是一個優(yōu)解。MEMS做補盲需要足夠大的視場角，鏡面設(shè)計必然更復(fù)雜，運動部件也會帶來疲勞耐久度的挑戰(zhàn)，純固態(tài)沒有這些底層技術(shù)瓶頸。

在主機廠特別關(guān)注的成本方面，尤其是批量化生產(chǎn)，F(xiàn)lash固態(tài)激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)非常趨近于攝像頭，只是多了一個激光發(fā)射單元，所以有助于在批量化生產(chǎn)過程中降低成本。另外，SPAD芯片也是采用和攝像頭相同的CMOS工藝，F(xiàn)lash固態(tài)激光雷達(dá)也會遵循攝像頭的發(fā)展路徑，性能不像傳統(tǒng)MEMS或機械的線性逐步提升，而是基于底層半導(dǎo)體性能的成倍或指數(shù)級提升。

激光雷達(dá)是一個系統(tǒng)工程，軟硬件雙管齊下，才能發(fā)揮真正作用。亮道團(tuán)隊最擅長的就是感知算法開發(fā)。依托多年激光雷達(dá)測試驗證經(jīng)驗，亮道智能自研滿足功能安全的激光雷達(dá)感知算法，可以高效處理激光雷達(dá)點云數(shù)據(jù)，高精度識別汽車、卡車、貨車、自行車和行人等不同類別交通參與者，探測車道線、路牌標(biāo)識、隧道、高速出入口等靜態(tài)目標(biāo)物，提高激光雷達(dá)系統(tǒng)感知的可靠性、檢測率和準(zhǔn)確度。

亮道智能感知算法可橫向兼容多種主流激光雷達(dá)硬件產(chǎn)品技術(shù)，適配不同主機廠差異化開發(fā)需求，實現(xiàn)基于主流算力平臺的算法集成，提供軟硬一體化的激光雷達(dá)系統(tǒng)量產(chǎn)解決方案。

終局量產(chǎn)交付

事實上，大家關(guān)注產(chǎn)品發(fā)布，更關(guān)注上車量產(chǎn)。對激光雷達(dá)來說，發(fā)布只是一次正式對外亮相，能否量產(chǎn)才是真正較量。亮道智能自始至終關(guān)注量產(chǎn)交付的最終實現(xiàn)。

目前，亮道智能自有杭州智能工廠已在積極部署中，全自動化智能產(chǎn)線正在緊鑼密鼓地建設(shè)，首期產(chǎn)線設(shè)計產(chǎn)能50萬臺/年，全自動化產(chǎn)線計劃在2023年第一季度進(jìn)入投產(chǎn)驗證。

劇學(xué)銘博士認(rèn)為，激光雷達(dá)的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化已進(jìn)入車載量產(chǎn)階段，一些國內(nèi)車型已經(jīng)前裝激光雷達(dá)，“更大規(guī)模上量應(yīng)該在2024年往后，通過感知功能的開發(fā)迭代和積累，更好的功能實現(xiàn)將出現(xiàn)在2025年。”他說。

對于行業(yè)終局他這樣判斷：“激光雷達(dá)未來上車的趨勢是主邏輯，不會發(fā)生改變。我們將基于未來的功能開發(fā)相應(yīng)的產(chǎn)品，滿足高可靠性、高性價比要求?！?/p>

他認(rèn)為，未來激光雷達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)化程度會逐步提升，不是說某個技術(shù)路線一家獨大，有可能會存在2到3個主流技術(shù)路線，針對某一個方向?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化，比如Flash會向類似攝像頭的方向發(fā)展，由核心模組廠商提供更高的價值。

劇學(xué)銘博士最后強調(diào)：“亮道在德國和中國都在‘堅持做有價值的事情，直至成功’。我們會做調(diào)整，會做改變，但是我們的初心一直是堅持做有價值的事情，直至成功?！?br />

審核編輯 ：李倩