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马斯克也拦不住!L3自动驾驶量产前夜,激光雷达成智能汽车标配

发布时间:2020-12-09  阅读次数:521    

激光雷达前装量产已经走到了最关键的阶段。

这一新兴车载传感器在经过 5 年多时间的技术积累和市场验证后,将在未来两年迎来市场爆发。

5 年前,全球的车载激光雷达领域只有 Velodyne 一枝独秀。

3 年前,众多激光雷达初创企业如雨后春笋般冒头,呈现出百花齐放的盛况,在经过一轮优胜劣汰之后,留下了一批优质企业和产品。

2019 年至今,随着博世、大疆、华为等行业巨头纷纷入局,激光雷达行业内的竞争更加激烈,也更具活力。

2017 年,全球首款量产 L3 级自动驾驶汽车——全新奥迪 A8 面世,也成就了全球第一款前装量产的激光雷达——法雷奥第一代 Scala。

在那之后,整个激光雷达行业的前装量产大幕缓缓开启。


到现在,2020 年即将结束,全球已有十数家车厂确定将在量产车型上搭载激光雷达,其中包括:

·国际顶级车厂奔驰、奥迪、宝马、沃尔沃、本田;
·自主品牌中的长城、长安、北汽新能源;
·造车新势力中的小鹏汽车、Lucid Motors;
·以及头部的商用车制造商一汽解放、陕汽重卡等等。

此外,今年在资本市场正当红的国内造车新势力中,蔚来、理想、小鹏也都在进行激光雷达上车测试,后续在量产车上搭载只是时间问题。

据汽车之心不完全统计,目前全球已确定的激光雷达前装量产订单总额已经超过 200 亿人民币,而这些主机厂未来能撬动的量产规模将达到百万甚至千万辆级别。

如此大规模的市场,为激光雷达企业们创造了广阔的发展空间。

自动驾驶注定改变全球交通出行体系,而激光雷达将是这场变革中的「核武器」之一。

1、不管马斯克怎么看,激光雷达前装量产潮流不可逆

业界对于自动驾驶到底要不要激光雷达依然存在争论。

特斯拉 CEO 马斯克就是激光雷达的头号唱空者。

马斯克对自家的摄像头和视觉技术充满信心,声称不依赖激光雷达也能实现高级别自动驾驶,他还曾扬言即使激光雷达免费,特斯拉也不会用。

然后在 11 月的广州车展上,小鹏汽车宣布要在下一代自动驾驶系统中加入激光雷达传感器,并且计划在 2021 年量产配有激光雷达的车型。

这一消息传到大洋彼岸的马斯克那里,果然引发了他的一顿嘲讽。但小鹏汽车掌舵人何小鹏也没有怂,直接回怼:要在自动驾驶领域把特斯拉打得「找不着东」。

两个大佬之间的「跨洋互怼」,仅仅是业内关于要不要激光雷达长期争论的一个缩影。

如果单纯从技术角度看,摄像头和视觉技术确实存在短板,比如摄像头存在视差错觉、环境光线变化时表现不稳定。


在很多应用场景中,视觉技术本身的缺陷是难以弥补的,特斯拉 Autopilot 过往发生的多次事故已经一次又一次暴露出视觉感知的局限性。

一位在国内知名自动驾驶公司负责硬件板块的工程师告诉我们:

「纯视觉方案能解决 90% 的问题,纯激光雷达方案也是解决 90% 的问题,但两个 90% 各有一部分自己擅长的区域,加在一起就能解决 97% 以上的问题。」

如果再有毫米波雷达等传感器支持,很多感知难题能被更好解决。

所以本质上,在感知方案中加上激光雷达,是为了增加系统的可靠性。

要知道,就连视觉 ADAS 领域的开山鼻祖 Mobileye 也无法拒绝激光雷达。

最近,Mobileye 已经和 Luminar 达成合作,将在自动驾驶路测车队上配激光雷达。


一方面,摄像头和视觉感知技术本身存在缺陷。

另一方面,激光雷达正逐步具备大规模前装量产的条件。

经过众多厂商几年的探索,一部分激光雷达产品已经有能力经受严苛的车规级标准考验。

成本方面,激光雷达也正逐步压缩到单颗 1000 美金级别的价格。

这对于车厂来说,上车压力减轻了许多。

越来越多的车厂正在大力推动 L2+、L3 级自动驾驶功能上车。

类似于 NOP、NGP 这样的辅助驾驶功能在接下来将成为众多车厂争夺的重点,特别是这些功能要在普通城市道路上开启,必须要有足够的感知冗余,这也倒逼车厂推动激光雷达上车。

目前,在市面上已经有相当一部分车企明确,将在车辆上搭载 1-5 颗数量不等的激光雷达。

根据小鹏汽车自动驾驶工程师的说法:

「其自动驾驶系统仍将以视觉感知和深度学习为主,激光雷达提供的是多一层的冗余保障。

在未来车型上,不一定用激光雷达实现 360° 范围覆盖,主要是针对比较关键的位置,大概率会使用 1-2 颗激光雷达。

在有了激光雷达的加持后,其新近推出的 NGP 高速自主导航驾驶系统的应用场景边界将会扩大,而且安全性和稳定性也将进一步提升。」

何小鹏在接受媒体采访时也表示,「在最开始几年里,我们会把安全放在非常重的角度,宁愿硬件冗余、软件冗余,也要把安全做好。」

当然,增加的激光雷达传感器成本由谁来买单,最终要看车厂如何抉择了。

综合以上的因素:

·摄像头和视觉技术存在缺陷,需要激光雷达来提供多一层的冗余,因此激光雷达前装量产有其必要性;
·激光雷达在技术成熟度以及价格友好度上,已经能满足前装量产的要求。
·出于推出更高级别自动驾驶功能的的需求,车厂现在也已经有了明确的采购和量产计划。

几方因素综合下来,激光雷达前装量产已是大势所趋

无论马斯克怎么想,他能决定的,只有特斯拉的车上用不用激光雷达,但阻挡不了整个市场潮流的方向。

2、激光雷达前装浪潮

1、2017-2018 年:Scala 一枝独秀

自 2017 年随全新奥迪 A8 上市之后,到 2019 年 9 月份,法雷奥第一代 Scala 激光雷达的全球出货量已超 10 万台

但在法雷奥 Scala 之后,至今市面上仍没有第二款激光雷达产品完成在消费级车型的量产。


之所以形成这样的局面,是因为:

·早期市面上的激光雷达产品基本都采用了机械旋转式方案,激光雷达内部有很多运动部件,很难满足车规级要求。
·机械旋转式激光雷达造型和尺寸对前装量产也极不友好;
·再加上彼时一颗激光雷达几万美金的高价。

几重原因之下,让很多有需求的车厂都望而却步。


同时,市面上也出现了采取固态、半固态技术路线的激光雷达新兴公司,而且传统激光雷达厂商也在研发更加满足车规以及成本更低的激光雷达产品。

但是,2017 - 2018 年之间这些技术和产品都不够成熟,还未能达到量产的程度。

但即便有重重的困难,还是有车企愿意超前布局。

2018 年 4 月,宝马宣布成为继奥迪之后,全球第二家要在量产车上搭载激光雷达传感器的车企。而且当时要上车的,还是一款固态激光雷达产品。

彼时,宝马宣布要在未来推出的自动驾驶汽车上采用以色列激光雷达初创企业 Innoviz 的第一代产品InnovizOne

他们还拉来了零部件供应商麦格纳,计划在 2021 年量产这款 L3 级别自动驾驶汽车。


不过,近日已经有外媒报道,宝马将推迟 L3 级自动驾驶量产,这意味着 InnovizOne 不会按原计划在 2021 年上车。

也有消息称,宝马和 Innoviz 的合作会转移到第二代产品 InnovizTwo 上。

InnovizTwo 与前代相比,其成本降低 70% 以上,性能上也将有所提升。

InnovizTwo 重新设计了光束转向机构和检测器所使用的 MEMS 机构,成本更低。

性能上,InnovizTwo 对于具有 10% 反射率的目标,官方预计的检测范围将超过 200 米。

Innoviz 计划在 2021 年第三季度开始向客户交付 InnovizTwo 样品,并有望在 2023 年秋季投入大规模应用。

2023 年这个时间点,可能是宝马现在计划量产 L3 的时间。

2、2019 年:老牌激光雷达厂商受青睐

进入到 2019 年,市面上激光雷达前装量产的合作逐渐多了起来,但仍以老牌激光雷达厂商为主。

先是 2019 年 7 月,已经在奥迪 A8 上量产的 Scala 激光雷达,又拿到了四家全球主流车企的激光雷达量产订单,订单总价值接近 40 亿人民币。


后来我们知道,其中一家是奔驰。

奔驰在今年 9 月发布的全新 S 级轿车上就搭载了一颗 Scala 第二代激光雷达,这颗激光雷达将为奔驰的 DrivePilot 自动驾驶系统提供感知冗余。

在 Scala 之后是 ibeo。

2019 年 8 月,国内自主品牌车企长城选择了德国的激光雷达企业 ibeo 的新一代固态 4D 激光雷达 ibeoNEXT,将于 2022 年在魏品牌车型上进行量产。


ibeo NEXT 4D 固态激光雷达的探测距离可以达到 300 米,水平角分辨率为 0.05 度,整个激光雷达全部由固态硬件打造,不再包含任何的运动部件,适用于 ADAS 和 L3 - L5 级自动驾驶。

此外,ibeoNEXT 能在输出 3D 距离信息的同时输出强度信息图(类似传统摄像头拍摄的灰度图像),所以其对车道线的探测和识别能力很强。

2019 年 10 月,激光雷达老大哥 Velodyne 与韩国零部件供应商现代摩比斯(Mobis)达成合作,共同推动车规级激光雷达的量产。

现代摩比斯和 Velodyne 计划在 2021 年推出基于激光雷达的 L3 级自动驾驶系统。


据汽车之心了解,从 2023 年到 2030 年,Velodyne 将通过与现代摩比斯合作,为现代汽车提供 40 万颗激光雷达。

若按照 1000 美金一颗估算,这个长达 7 年的订单总价值接近 30 亿人民币。

目前,Velodyne 为现代汽车定制的车规 32 线激光雷达 Velarray 项目正快速推进中。

3、2020 年:量产项目密集官宣,激光雷达新势力的春天

进入到 2020 年,车企与激光雷达企业间的量产合作更加密集了。

包括沃尔沃、本田、Lucid Motors、长安、北汽新能源、小鹏汽车、一汽解放、陕汽重卡在内的车企,纷纷宣布要在量产车上搭载激光雷达传感器。

今年 5 月,沃尔沃宣布将在其 2022 年投入量产的下一代可扩展模块架构 SPA 2 的全新车型中搭载硅谷初创企业Luminar 的激光雷达。

这款激光雷达将作为沃尔沃高速公路自动驾驶系统「Highway Pilot」的基础传感器,集成于沃尔沃车辆的顶部。

「Highway Pilot」系统的开发工作大概率会由沃尔沃新成立的全资子公司 Zenseact 负责。


其实,早在 2018 年 6 月,沃尔沃就通过旗下的科技投资基金完成了对 Luminar 的投资。

按照沃尔沃的规划,其下一代纯电版 XC90 车型和 Polestar 3 车型都将基于 SPA 2 架构打造,且都会于 2022 年量产。

所以搭载 Luminar 激光雷达的首款量产车将会在上面两个车型中诞生。

美国电动车初创企业 Lucid Motors 在今年 9 月公布了旗下首款量产车 Lucid Air 将会搭载的辅助驾驶系统 Lucid DreamDrive。

这套系统可实现包括环视监控、盲点显示、交通标志识别、自动紧急制动以及驾驶员疲劳监测等功能。


这套系统的一大亮点就是会前装搭载一颗激光雷达传感器,据 Lucid 的工程师介绍,这颗激光雷达的线数为 125 线。

虽然具体是谁家的并没有官宣,但是大家不妨在市场上找一找 125 线的激光雷达,大概率就能猜到是使用了哪家的产品。

今年,ICT 巨头华为也进入激光雷达领域。虽然作为激光雷达领域的后进生,进展却异常迅猛。

今年 10 月 24 日,北汽 Arcfox αT 车型上市,在发布会现场,Arcfox 还展示了一款搭载了 3 颗激光雷达的新车型。

一个月后,在乌镇世界互联网大会上,北汽新能源副总经理、Arcfox 总裁于立国透露,北汽新能源和华为正联手打造下一款代号为 HBT 的车型,将会搭载 3 颗 96 线激光雷达。

无独有偶,长安在今年 11 月宣布联合华为和宁德时代打造全新的高端智能电动汽车品牌,旗下车型计划预留布置 36 个传感器,其中就有 5 颗激光雷达。

长安新品牌的智能电动新车型在自动驾驶上,将由华为主力操刀,支持向更高级别演进。

长安官方预估:预计 2025 年,将有百万台级的车辆接入自动驾驶的世界。

在百万级的自动驾驶车辆规划之下,即使按照每车搭载 1-2 颗激光雷达来计算,其中的激光雷达订单也非常可观。

目前基本可以确定的是,北汽新能源的下一代车型以及长安的高端智能电动车上都将采用华为自研的激光雷达产品。


根据华为官方披露的信息,其激光雷达采用平台化的设计,布局了长、中、短距的系列产品,其技术路线是转镜扫描架构,属于半固态激光雷达。

这些激光雷达将应用与城区、高速和泊车场景的自动驾驶。

前述已经确定要用在北汽 Arcfox 下一代车型上的产品就是华为等效 96 线的中距激光雷达,该款产品在反射率为 10% 的情况下,探测距离为 150 米,预计从 2021 年底开始将陆续上市。

全球车企本田也在积极布局自动驾驶系统的量产,和前面提到长安高端品牌的传感器方案一样,本田计划一上来就是 5 颗。

这家老牌日系车企最近宣布将在其下一代的 Legend 车型上配备 Traffic Jam Pilot 自动驾驶系统,为了保证这套系统的安全性,本田将会在该车型上装配 5 个激光雷达。

这款车型预计在 2021 年 3 月亮相,目前正在进行测试。


现阶段本田尚未公开会采用谁家的激光雷达。

但按照这款车型的上市时间以及市面上可用的车规级激光雷达产品,法雷奥的第二代 Scala 激光雷达很可能是本田选择的标的。

在重卡自动驾驶应用上,国内 MEMS 激光雷达创新企业一径科技也在今年 8 月拿到了自动驾驶卡车方案商嬴彻科技的订单。

前者将为嬴彻科技在 2021 年量产的 L3 级自动驾驶卡车供应激光雷达传感器。

目前嬴彻科技已经与国内头部重卡主机厂建立起深度合作,推出了 L3 自动驾驶重卡的 A 样车。

一径科技向嬴彻科技提供的是一款面向短距应用的大视场角 MEMS 激光雷达 ML-30s,视场角可达到 140° × 70°;同时其等效的线束高达 160 线,角度分辨率小于 0.5°。

ML-30s 可以为赢彻科技的自动驾驶卡车提供宽视场角高分辨率的 3D 感知覆盖,将车身周边盲区危险系数降到最低。


凭借优异的产品性能和成熟的商业落地方案,一径科技正在逐步获得业内认可,开始与头部厂商开展商业落地合作。

除了在商用车领域与嬴彻科技达成战略合作外,在乘用车领域,一径科技今年也取得了里程碑式的进展:

据悉,广汽下一代 Robotaxi 将会搭载一径科技面向补盲应用推出的 MEMS 激光雷达产品 ML-30s,该款产品也在今年的广州车展上被安装在广汽旗下如褀出行平台车型上,吸引了众多参会者的关注。

为了保证后续量产的产能需求,今年 7 月,一径科技在江苏常熟工厂建成了一条年产量 5 万台的车规级 MEMS 激光雷达生产线,可满足未来 3 年的激光雷达商业落地需求。

车规级量产开启、赢得头部厂商订单、长短距产品系列发布,一径科技正在逐步扩大商业落地生态布局版图。

创办于深圳的国产激光雷达公司镭神智能,最近也传出好消息,其自主研发的 CH 系列 32 线混合固态激光雷达正式通过国家汽车质量监督检验中心的车规检测,同时拿到 IATF16949:2016质量体系认证,

这也使镭神 CH32 成为国内首个、全球第二个获车规认证的激光雷达。东风已量产下线的Sharing-van系列无人车搭载的也正是这款雷达。

拿下车规认证,使镭神激光雷达产品扫清了前装量产前的大部分障碍。


镭神智能的 CH 系列激光雷达采用的是基于其独特的棱镜扫描的混合固态方案,与法雷奥的扫描方案类似,两者也是目前业界唯一通过正式测试验证了其车规符合性的方案。

可见,华为入局激光雷达即选择了与镭神、法雷奥类似的转镜扫描架构方案是有其深层次原因的。

近期镭神智能在车规级高线束混合固态激光雷达小型化技术上取得了重大技术突破,该技术可根据不同车型、功能以及不同安装位置对雷达尺寸、重量等个性化需求进行定制开发。

其还即将针对乘用车推出一款仅仅 50mm 高的 128 线车规混合固态激光雷达作为感知主雷达,以及一款大视场角、高线数的车规混合固态激光雷达 CH64W 作为补盲雷达,为乘用车实现自动驾驶进行搭配使用。

当然,一切的技术突破以及在车规级验证方面的进展,都是为激光雷达量产上车铺路。

汽车之心得知的信息显示,当前,镭神智能已拿到宝马等数家头部主机厂以及包括蔚来、小鹏等造车新势力的激光雷达产品需求规格书(SOR),并正推进进一步的合作。

据镭神透露,届时千台以上的激光雷达批量价格将低于 1000 美金。


另外,重卡方向上,今年 8 月,镭神智能还与陕汽控股达成合作,双方将联合开展车规级 MEMS 固态激光雷达的研发。

据悉,这颗激光雷达将采用镭神自研的MEMS 振镜1550nm光纤激光器,后续将在陕汽重卡的自动驾驶商用车型上进行量产搭载。

据悉,该款产品直接对标的正是 Luminar 同样采用 1550nm 光纤激光器做光源的远距离激光雷达 Iris。

小鹏汽车到目前为止,仍未公布确切的激光雷达供应商。

但综合行业信息,小鹏汽车正在测试包括镭神、Ouster 等在内的多家激光雷达厂商的产品。


据何小鹏透露,小鹏汽车在 2019 年上半年就在研究激光雷达上车,已经做了大量的研发工作,其首款搭载激光雷达的量产智能汽车将于 2021 年推出。

从 2017 年到 2020 年,全球已经有十数家车企敲定了激光雷达前装量产的计划。

而且就像商量好的一样,这批激光雷达量产项目中,落地时间基本都定在了 2021 - 2022 年。

可以肯定的是,未来两年将是迎来激光雷达前装量产的爆发。

3、激光雷达企业争相上市,为市场爆发做准备

除了车载市场外,现有市面上众多的激光雷达也在拓展场端与路端的布局,使这一高性能传感器成为车路协同路侧感知系统、智能停车场感知系统中的「天眼」。

前文提及的诸多激光雷达公司已经拿到了国内一些城市的车路协同、交通新基建相关项目,将在路端部署激光雷达传感器。

这样的方式,不仅能扩大出货量,加速激光雷达公司的自我造血,也将加速车端自动驾驶的落地。

除了扩大出货渠道,很多激光雷达企业也在筹划登陆资本市场,以获得更多的资金来支持下一步的研发计划和前装量产。

目前,Velodyne 已经在美股上市,当前市值约 25.5 亿美金。

就在 12 月 4 日晚间,美国激光雷达公司Luminar 通过 SPAC 方式成功上市,其市值达到 21 亿美金。

另一个有意思的信息是,目前这家公司拿到的激光雷达订单合同价值已达 15 亿美金。

同在硅谷的激光雷达企业 Aeva 也在筹划上市事宜。

另据彭博社的最新爆料,以色列激光雷达公司 Innoviz 也在筹划 SPAC 方式上市,目前正与空壳公司 Collective Growth 进行谈判,欲筹集 1 - 3.5 亿美元融资。

据悉,双方合并后,估值将达 10 亿美金。


Velodyne、Luminar、Aeva、Innoviz 都不约而同地选择了 SPAC(特殊目的收购公司)方式上市,目的就是尽快获得资本市场的资金支持。

而在国内,禾赛科技以及速腾聚创也有意在科创板上市,只是目前还没有进一步的明确消息。

根据外媒报道,禾赛科技的估值超过了 10 亿美金,2019 年,禾赛共计售出上千台激光雷达,整体收入大概在 3 到 4 亿人民币之间。

而速腾聚创,目前的估值和激光雷达出货量还未可知。

当然,上市并不是这些激光雷达企业的终点,更多的资本投入将加速引爆激光雷达市场。

现阶段,L2+、L3 级的高阶自动驾驶是各大车企竞争的关键领域,这也将是所有激光雷达企业接下来角逐的重点市场。

而在更远期的 L4 级自动驾驶市场,在未来 5-10 年,自动驾驶出行服务将迎来大规模部署,自动驾驶出租车对当前出租车与快车、专车的替代,将产生千万级的车辆市场。

作为新兴的车载零部件,在当下的激光雷达企业之中,将有机会诞生出像英伟达、索尼一样的产业巨头公司。


本文来源:汽车之心头条号