Velodyne成為自動駕駛汽車激光雷達的黃金標準

*Velodyne亞太區(qū)總監(jiān)翁煒

如今，Velodyne已經(jīng)成為自動駕駛汽車激光雷達的黃金標準，幾乎所有主要的自動駕駛汽車生產(chǎn)商都開始使用Velodyne的激光雷達。雖然攝像頭和雷達可以在未來的系統(tǒng)中發(fā)揮作用，但大多數(shù)人都認為激光雷達仍將是自動駕駛汽車的關(guān)鍵部分?！皼]有安裝激光雷達的自動駕駛汽車，安全性是無法保證的?！盫elodyne亞太區(qū)總監(jiān)翁煒在9月7日的“光+”汽車電子應(yīng)用高峰論壇上說道。

這就引發(fā)了一個價值數(shù)十億美元的問題：一家公司的領(lǐng)先優(yōu)勢是否能在不斷增多的競爭對手面前依然保持領(lǐng)先地位?

翁煒表示，Velodyne之所以有現(xiàn)在的成績，得益于長時間在領(lǐng)域內(nèi)沉淀的優(yōu)勢，并且及時抓住了機會，產(chǎn)品占據(jù)整個市場的80%。激光雷達集中爆發(fā)的時間為2021年甚至更晚，2021年-2025年主要還是以機械旋轉(zhuǎn)式多線激光雷達為主，量產(chǎn)產(chǎn)品的首個應(yīng)用將是自動駕駛出租車。

車規(guī)級激光雷達的量產(chǎn)規(guī)劃

Velodyne在激光雷達界的地位，正如其官方所言，凡涉及自動駕駛研發(fā)投入的主機廠、地圖廠商以及自動駕駛運營項目幾乎都是Velodyne激光雷達產(chǎn)品的客戶。

據(jù)新智駕了解，2015年，Velodyne激光雷達的出貨量達到3000個，2016年，Velodyne激光雷達的出貨量則激增至2萬個。

不過，翁煒表示，現(xiàn)在真正用于自動駕駛車輛的激光雷達采購訂單并非主力，圍繞自動駕駛形成的圖商、機器人以及安保產(chǎn)業(yè)鏈才是Velodyne的主要訂單來源，到2019年初，來自自動駕駛車輛的訂單將會迅速增多，在未來2021年到2025年，訂單的來源主要是自動駕駛出租車。

翁煒援引華爾街數(shù)據(jù)報告顯示，2017年全年的出行里程約為10.8萬億英里，按照每英里一美元計算，預(yù)計2017年有11萬億美元的汽車市場。此外，和Velodyne合作的幾十家企業(yè)，無論是傳統(tǒng)車企，還是科技公司，項目大都集中在自動駕駛共享出行領(lǐng)域。因此，自動駕駛出租車基本涵蓋了2021年到2025年的訂單來源。

在演講過程中，翁煒主要介紹了Velodyne三款主力產(chǎn)品，VLP-32C 、VLS-128和Velarray。

1、VLP-32C

Velodyne 32 線激光雷達已經(jīng)歷 A、C 兩輪迭代，去年6月份第三代的 VLP-32C 開始在 Velodyne 圣何塞新工廠“Megafactory”進行正式量產(chǎn)，配合純機械全自動化生產(chǎn)線，Velodyne 在今年預(yù)計實現(xiàn)百萬級的產(chǎn)能，主要采購方都是整車 OEM 企業(yè)及智能駕駛初創(chuàng)公司。

盡管激光雷達的車規(guī)標準還沒明確有出臺，但企業(yè)卻需要一款現(xiàn)階段可用的車規(guī)級產(chǎn)品用來測試自動駕駛技術(shù)，VLP-32C 便應(yīng)運而生。這款 32 線 激光雷達 在成本上較老款產(chǎn)品大幅降低，測試距離可達到200米，水平視角360 °，垂直可視角40 °，最小分辨率0.333 °，出點速度為 600000 點/每秒。

VLP-32C 的優(yōu)勢在于利用矩陣式掃描替換了之前的等距掃描線束，提升了掃描密度。隨著量產(chǎn)化的普及，Veldoyne 預(yù)計未來價格將控制在500 至 1000 美金之間。

2、VLS-128

2017年11月7日，Velodyne 實驗室正式宣布推出 128 線激光雷達VLS-128，這款高性能激光雷達可以看作是HDL-64 的替代產(chǎn)品，點云數(shù)據(jù)量是64線的四倍，更加適用于全自動駕駛車輛。

VLS-128線激光雷達掃描的真實度和精度比64線更高，探測距離為200米，未來探測距離將達到300米，水平測角360°，垂直測角40°。工作溫度為 -40℃到 85℃(ASIC)。VLS-128 的激光線束是非線性、不均勻分布，局部垂直角分辨率達到了0.17°。

按照 Velodyne 的產(chǎn)品路線圖，VLS-128在2018 年第四季度才能實現(xiàn)車規(guī)級，預(yù)計將于2021年第三季度推向市場。未來Velodyne可以根據(jù)汽車廠商的需求開發(fā)32線、64線、128線不等的芯片級激光雷達。

3、Velarray

今年7月份，Velodyne在新智駕的閉門會議上首次展示了一款可供定制的非旋轉(zhuǎn)式固態(tài)激光雷達 Velarray，水平視角 60°～120°，尺寸類似一個iphone 6。這款產(chǎn)品線數(shù)上限為 32，同時會往下推出 16 線和 8 線版。

確認進入車規(guī)量產(chǎn)的Velarray主要用于ADAS和L3級自動駕駛，并且針對沒有將自動駕駛以及共享出行作為目前主要商業(yè)模式的公司，例如整車廠。

Velarray是一款在物體反射率10%條件下探測距離可達到200米，視場角120°(水平)X35°(垂直)，角分辨率0.1°-0.2°的固態(tài)激光雷達。

翁煒稱，Velarray的主要屬性為長探測距離和高分辨率，體積小巧、可以嵌入車身內(nèi)，預(yù)計2019年上半年，Velarray交予主機廠測試、進行自動駕駛功能的相關(guān)開發(fā)，2019年下半年，推出車規(guī)級的Velarray。

車規(guī)級激光雷達的量產(chǎn)進度

激光雷達包括發(fā)射部分(光學(xué)鏡頭)和接收部分，激光發(fā)射鏡頭部分采用準直透鏡和衍射透鏡結(jié)合的方式，反射式和透射式準直鏡被用在光束傳遞系統(tǒng)中，以維持激光諧振腔和聚焦光學(xué)元件之間的光束的準直性，接收部分主要是接收鏡頭和光電二極管陣列。

具體來看，激光發(fā)射陣列發(fā)射多組激光，PIN型光電二極管接收激光反射回來的光波，類似于CCD或CMOS圖像傳感器的原理，最終得到一張3D圖像。

不同于手機和電腦，汽車若出現(xiàn)零部件問題很可能會引起致命事故，危及用戶安全。因此，汽車行業(yè)嚴格要求零部件和生產(chǎn)過程達到車規(guī)級。激光雷達在感知環(huán)境方面有精確度高、測距測速能力強、適合極端光線條件的特點，對實現(xiàn)自動駕駛至關(guān)重要。但是，為了保障消費者安全，汽車廠商對量產(chǎn)車上的激光雷達的可靠性期望非常高，必須嚴格要求達到車規(guī)級。

激光雷達經(jīng)過FPGA平臺，可以達到車規(guī)級的標準。但是由于激光雷達的部件太多，采取此方式達到車規(guī)級的標準，困難重重。

相比于FPGA，ASIC是公認的實現(xiàn)車規(guī)級的捷徑，結(jié)合ASIC的優(yōu)勢，長遠看激光雷達的車規(guī)級會以ASIC為解決方案，主要有以下幾個原因：

由于處理的傳感器信息需要大量冗余，自動駕駛對終端運算能力要求極高，并且車速越快，對算力要求越高;

若能耗低，會造成降低車輛續(xù)航，影響駕駛體驗，高能耗同時帶來的熱量會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此對能耗要求高。

翁煒表示，Velodyne為了達到車規(guī)級的標準，截至目前已經(jīng)進行了40個月的ASIC開發(fā)。具體規(guī)劃，今年9月份完成第3代產(chǎn)品設(shè)計，2019年上半年完成附加功能的設(shè)計，最后完成車規(guī)級產(chǎn)品。

生產(chǎn)方面，從今年6月份開始，Velodyne位于加州圣何塞的新工廠會逐步把所有的流水線換成機器生產(chǎn)，預(yù)計2020年實現(xiàn)無人的全自動化生產(chǎn)。

最后，翁煒表示， Velodyne 的主要收入來源還是傳統(tǒng)地圖、無人機、安保、機器人等行業(yè)，自動駕駛還沒有給公司帶來可觀的收益。這個新興產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展階段，相關(guān)法規(guī)和配套設(shè)施等客觀條件尚不健全，距離真正的商業(yè)運用還有很長的距離，但是技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新道路會依然走下去，因為只有搶占了制高點才能為以后的市場普及鋪路。

本文來源：騰訊網(wǎng)新智駕 利榮