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馬斯克也攔不??!L3自動駕駛量產前夜,激光雷達成智能汽車標配

發布時間:2020-12-09  閱讀次數:166    

激光雷達前裝量產已經走到了最關鍵的階段。

這一新興車載傳感器在經過 5 年多時間的技術積累和市場驗證后,將在未來兩年迎來市場爆發。

5 年前,全球的車載激光雷達領域只有 Velodyne 一枝獨秀。

3 年前,眾多激光雷達初創企業如雨后春筍般冒頭,呈現出百花齊放的盛況,在經過一輪優勝劣汰之后,留下了一批優質企業和產品。

2019 年至今,隨著博世、大疆、華為等行業巨頭紛紛入局,激光雷達行業內的競爭更加激烈,也更具活力。

2017 年,全球首款量產 L3 級自動駕駛汽車——全新奧迪 A8 面世,也成就了全球第一款前裝量產的激光雷達——法雷奧第一代 Scala。

在那之后,整個激光雷達行業的前裝量產大幕緩緩開啟。


到現在,2020 年即將結束,全球已有十數家車廠確定將在量產車型上搭載激光雷達,其中包括:

·國際頂級車廠奔馳、奧迪、寶馬、沃爾沃、本田;
·自主品牌中的長城、長安、北汽新能源;
·造車新勢力中的小鵬汽車、Lucid Motors;
·以及頭部的商用車制造商一汽解放、陜汽重卡等等。

此外,今年在資本市場正當紅的國內造車新勢力中,蔚來、理想、小鵬也都在進行激光雷達上車測試,后續在量產車上搭載只是時間問題。

據汽車之心不完全統計,目前全球已確定的激光雷達前裝量產訂單總額已經超過 200 億人民幣,而這些主機廠未來能撬動的量產規模將達到百萬甚至千萬輛級別。

如此大規模的市場,為激光雷達企業們創造了廣闊的發展空間。

自動駕駛注定改變全球交通出行體系,而激光雷達將是這場變革中的「核武器」之一。

1、不管馬斯克怎么看,激光雷達前裝量產潮流不可逆

業界對于自動駕駛到底要不要激光雷達依然存在爭論。

特斯拉 CEO 馬斯克就是激光雷達的頭號唱空者。

馬斯克對自家的攝像頭和視覺技術充滿信心,聲稱不依賴激光雷達也能實現高級別自動駕駛,他還曾揚言即使激光雷達免費,特斯拉也不會用。

然后在 11 月的廣州車展上,小鵬汽車宣布要在下一代自動駕駛系統中加入激光雷達傳感器,并且計劃在 2021 年量產配有激光雷達的車型。

這一消息傳到大洋彼岸的馬斯克那里,果然引發了他的一頓嘲諷。但小鵬汽車掌舵人何小鵬也沒有慫,直接回懟:要在自動駕駛領域把特斯拉打得「找不著東」。

兩個大佬之間的「跨洋互懟」,僅僅是業內關于要不要激光雷達長期爭論的一個縮影。

如果單純從技術角度看,攝像頭和視覺技術確實存在短板,比如攝像頭存在視差錯覺、環境光線變化時表現不穩定。


在很多應用場景中,視覺技術本身的缺陷是難以彌補的,特斯拉 Autopilot 過往發生的多次事故已經一次又一次暴露出視覺感知的局限性。

一位在國內知名自動駕駛公司負責硬件板塊的工程師告訴我們:

「純視覺方案能解決 90% 的問題,純激光雷達方案也是解決 90% 的問題,但兩個 90% 各有一部分自己擅長的區域,加在一起就能解決 97% 以上的問題?!?/div>

如果再有毫米波雷達等傳感器支持,很多感知難題能被更好解決。

所以本質上,在感知方案中加上激光雷達,是為了增加系統的可靠性。

要知道,就連視覺 ADAS 領域的開山鼻祖 Mobileye 也無法拒絕激光雷達。

最近,Mobileye 已經和 Luminar 達成合作,將在自動駕駛路測車隊上配激光雷達。


一方面,攝像頭和視覺感知技術本身存在缺陷。

另一方面,激光雷達正逐步具備大規模前裝量產的條件。

經過眾多廠商幾年的探索,一部分激光雷達產品已經有能力經受嚴苛的車規級標準考驗。

成本方面,激光雷達也正逐步壓縮到單顆 1000 美金級別的價格。

這對于車廠來說,上車壓力減輕了許多。

越來越多的車廠正在大力推動 L2+、L3 級自動駕駛功能上車。

類似于 NOP、NGP 這樣的輔助駕駛功能在接下來將成為眾多車廠爭奪的重點,特別是這些功能要在普通城市道路上開啟,必須要有足夠的感知冗余,這也倒逼車廠推動激光雷達上車。

目前,在市面上已經有相當一部分車企明確,將在車輛上搭載 1-5 顆數量不等的激光雷達。

根據小鵬汽車自動駕駛工程師的說法:

「其自動駕駛系統仍將以視覺感知和深度學習為主,激光雷達提供的是多一層的冗余保障。

在未來車型上,不一定用激光雷達實現 360° 范圍覆蓋,主要是針對比較關鍵的位置,大概率會使用 1-2 顆激光雷達。

在有了激光雷達的加持后,其新近推出的 NGP 高速自主導航駕駛系統的應用場景邊界將會擴大,而且安全性和穩定性也將進一步提升?!?/div>

何小鵬在接受媒體采訪時也表示,「在最開始幾年里,我們會把安全放在非常重的角度,寧愿硬件冗余、軟件冗余,也要把安全做好?!?/div>

當然,增加的激光雷達傳感器成本由誰來買單,最終要看車廠如何抉擇了。

綜合以上的因素:

·攝像頭和視覺技術存在缺陷,需要激光雷達來提供多一層的冗余,因此激光雷達前裝量產有其必要性;
·激光雷達在技術成熟度以及價格友好度上,已經能滿足前裝量產的要求。
·出于推出更高級別自動駕駛功能的的需求,車廠現在也已經有了明確的采購和量產計劃。

幾方因素綜合下來,激光雷達前裝量產已是大勢所趨。

無論馬斯克怎么想,他能決定的,只有特斯拉的車上用不用激光雷達,但阻擋不了整個市場潮流的方向。

2、激光雷達前裝浪潮

1、2017-2018 年:Scala 一枝獨秀

自 2017 年隨全新奧迪 A8 上市之后,到 2019 年 9 月份,法雷奧第一代 Scala 激光雷達的全球出貨量已超 10 萬臺。

但在法雷奧 Scala 之后,至今市面上仍沒有第二款激光雷達產品完成在消費級車型的量產。


之所以形成這樣的局面,是因為:

·早期市面上的激光雷達產品基本都采用了機械旋轉式方案,激光雷達內部有很多運動部件,很難滿足車規級要求。
·機械旋轉式激光雷達造型和尺寸對前裝量產也極不友好;
·再加上彼時一顆激光雷達幾萬美金的高價。

幾重原因之下,讓很多有需求的車廠都望而卻步。


同時,市面上也出現了采取固態、半固態技術路線的激光雷達新興公司,而且傳統激光雷達廠商也在研發更加滿足車規以及成本更低的激光雷達產品。

但是,2017 - 2018 年之間這些技術和產品都不夠成熟,還未能達到量產的程度。

但即便有重重的困難,還是有車企愿意超前布局。

2018 年 4 月,寶馬宣布成為繼奧迪之后,全球第二家要在量產車上搭載激光雷達傳感器的車企。而且當時要上車的,還是一款固態激光雷達產品。

彼時,寶馬宣布要在未來推出的自動駕駛汽車上采用以色列激光雷達初創企業 Innoviz 的第一代產品InnovizOne。

他們還拉來了零部件供應商麥格納,計劃在 2021 年量產這款 L3 級別自動駕駛汽車。


不過,近日已經有外媒報道,寶馬將推遲 L3 級自動駕駛量產,這意味著 InnovizOne 不會按原計劃在 2021 年上車。

也有消息稱,寶馬和 Innoviz 的合作會轉移到第二代產品 InnovizTwo 上。

InnovizTwo 與前代相比,其成本降低 70% 以上,性能上也將有所提升。

InnovizTwo 重新設計了光束轉向機構和檢測器所使用的 MEMS 機構,成本更低。

性能上,InnovizTwo 對于具有 10% 反射率的目標,官方預計的檢測范圍將超過 200 米。

Innoviz 計劃在 2021 年第三季度開始向客戶交付 InnovizTwo 樣品,并有望在 2023 年秋季投入大規模應用。

2023 年這個時間點,可能是寶馬現在計劃量產 L3 的時間。

2、2019 年:老牌激光雷達廠商受青睞

進入到 2019 年,市面上激光雷達前裝量產的合作逐漸多了起來,但仍以老牌激光雷達廠商為主。

先是 2019 年 7 月,已經在奧迪 A8 上量產的 Scala 激光雷達,又拿到了四家全球主流車企的激光雷達量產訂單,訂單總價值接近 40 億人民幣。


后來我們知道,其中一家是奔馳。

奔馳在今年 9 月發布的全新 S 級轎車上就搭載了一顆 Scala 第二代激光雷達,這顆激光雷達將為奔馳的 DrivePilot 自動駕駛系統提供感知冗余。

在 Scala 之后是 ibeo。

2019 年 8 月,國內自主品牌車企長城選擇了德國的激光雷達企業 ibeo 的新一代固態 4D 激光雷達 ibeoNEXT,將于 2022 年在魏品牌車型上進行量產。


ibeo NEXT 4D 固態激光雷達的探測距離可以達到 300 米,水平角分辨率為 0.05 度,整個激光雷達全部由固態硬件打造,不再包含任何的運動部件,適用于 ADAS 和 L3 - L5 級自動駕駛。

此外,ibeoNEXT 能在輸出 3D 距離信息的同時輸出強度信息圖(類似傳統攝像頭拍攝的灰度圖像),所以其對車道線的探測和識別能力很強。

2019 年 10 月,激光雷達老大哥 Velodyne 與韓國零部件供應商現代摩比斯(Mobis)達成合作,共同推動車規級激光雷達的量產。

現代摩比斯和 Velodyne 計劃在 2021 年推出基于激光雷達的 L3 級自動駕駛系統。


據汽車之心了解,從 2023 年到 2030 年,Velodyne 將通過與現代摩比斯合作,為現代汽車提供 40 萬顆激光雷達。

若按照 1000 美金一顆估算,這個長達 7 年的訂單總價值接近 30 億人民幣。

目前,Velodyne 為現代汽車定制的車規 32 線激光雷達 Velarray 項目正快速推進中。

3、2020 年:量產項目密集官宣,激光雷達新勢力的春天

進入到 2020 年,車企與激光雷達企業間的量產合作更加密集了。

包括沃爾沃、本田、Lucid Motors、長安、北汽新能源、小鵬汽車、一汽解放、陜汽重卡在內的車企,紛紛宣布要在量產車上搭載激光雷達傳感器。

今年 5 月,沃爾沃宣布將在其 2022 年投入量產的下一代可擴展模塊架構 SPA 2 的全新車型中搭載硅谷初創企業Luminar 的激光雷達。

這款激光雷達將作為沃爾沃高速公路自動駕駛系統「Highway Pilot」的基礎傳感器,集成于沃爾沃車輛的頂部。

「Highway Pilot」系統的開發工作大概率會由沃爾沃新成立的全資子公司 Zenseact 負責。


其實,早在 2018 年 6 月,沃爾沃就通過旗下的科技投資基金完成了對 Luminar 的投資。

按照沃爾沃的規劃,其下一代純電版 XC90 車型和 Polestar 3 車型都將基于 SPA 2 架構打造,且都會于 2022 年量產。

所以搭載 Luminar 激光雷達的首款量產車將會在上面兩個車型中誕生。

美國電動車初創企業 Lucid Motors 在今年 9 月公布了旗下首款量產車 Lucid Air 將會搭載的輔助駕駛系統 Lucid DreamDrive。

這套系統可實現包括環視監控、盲點顯示、交通標志識別、自動緊急制動以及駕駛員疲勞監測等功能。


這套系統的一大亮點就是會前裝搭載一顆激光雷達傳感器,據 Lucid 的工程師介紹,這顆激光雷達的線數為 125 線。

雖然具體是誰家的并沒有官宣,但是大家不妨在市場上找一找 125 線的激光雷達,大概率就能猜到是使用了哪家的產品。

今年,ICT 巨頭華為也進入激光雷達領域。雖然作為激光雷達領域的后進生,進展卻異常迅猛。

今年 10 月 24 日,北汽 Arcfox αT 車型上市,在發布會現場,Arcfox 還展示了一款搭載了 3 顆激光雷達的新車型。

一個月后,在烏鎮世界互聯網大會上,北汽新能源副總經理、Arcfox 總裁于立國透露,北汽新能源和華為正聯手打造下一款代號為 HBT 的車型,將會搭載 3 顆 96 線激光雷達。

無獨有偶,長安在今年 11 月宣布聯合華為和寧德時代打造全新的高端智能電動汽車品牌,旗下車型計劃預留布置 36 個傳感器,其中就有 5 顆激光雷達。

長安新品牌的智能電動新車型在自動駕駛上,將由華為主力操刀,支持向更高級別演進。

長安官方預估:預計 2025 年,將有百萬臺級的車輛接入自動駕駛的世界。

在百萬級的自動駕駛車輛規劃之下,即使按照每車搭載 1-2 顆激光雷達來計算,其中的激光雷達訂單也非??捎^。

目前基本可以確定的是,北汽新能源的下一代車型以及長安的高端智能電動車上都將采用華為自研的激光雷達產品。


根據華為官方披露的信息,其激光雷達采用平臺化的設計,布局了長、中、短距的系列產品,其技術路線是轉鏡掃描架構,屬于半固態激光雷達。

這些激光雷達將應用與城區、高速和泊車場景的自動駕駛。

前述已經確定要用在北汽 Arcfox 下一代車型上的產品就是華為等效 96 線的中距激光雷達,該款產品在反射率為 10% 的情況下,探測距離為 150 米,預計從 2021 年底開始將陸續上市。

全球車企本田也在積極布局自動駕駛系統的量產,和前面提到長安高端品牌的傳感器方案一樣,本田計劃一上來就是 5 顆。

這家老牌日系車企最近宣布將在其下一代的 Legend 車型上配備 Traffic Jam Pilot 自動駕駛系統,為了保證這套系統的安全性,本田將會在該車型上裝配 5 個激光雷達。

這款車型預計在 2021 年 3 月亮相,目前正在進行測試。


現階段本田尚未公開會采用誰家的激光雷達。

但按照這款車型的上市時間以及市面上可用的車規級激光雷達產品,法雷奧的第二代 Scala 激光雷達很可能是本田選擇的標的。

在重卡自動駕駛應用上,國內 MEMS 激光雷達創新企業一徑科技也在今年 8 月拿到了自動駕駛卡車方案商嬴徹科技的訂單。

前者將為嬴徹科技在 2021 年量產的 L3 級自動駕駛卡車供應激光雷達傳感器。

目前嬴徹科技已經與國內頭部重卡主機廠建立起深度合作,推出了 L3 自動駕駛重卡的 A 樣車。

一徑科技向嬴徹科技提供的是一款面向短距應用的大視場角 MEMS 激光雷達 ML-30s,視場角可達到 140° × 70°;同時其等效的線束高達 160 線,角度分辨率小于 0.5°。

ML-30s 可以為贏徹科技的自動駕駛卡車提供寬視場角高分辨率的 3D 感知覆蓋,將車身周邊盲區危險系數降到最低。


憑借優異的產品性能和成熟的商業落地方案,一徑科技正在逐步獲得業內認可,開始與頭部廠商開展商業落地合作。

除了在商用車領域與嬴徹科技達成戰略合作外,在乘用車領域,一徑科技今年也取得了里程碑式的進展:

據悉,廣汽下一代 Robotaxi 將會搭載一徑科技面向補盲應用推出的 MEMS 激光雷達產品 ML-30s,該款產品也在今年的廣州車展上被安裝在廣汽旗下如褀出行平臺車型上,吸引了眾多參會者的關注。

為了保證后續量產的產能需求,今年 7 月,一徑科技在江蘇常熟工廠建成了一條年產量 5 萬臺的車規級 MEMS 激光雷達生產線,可滿足未來 3 年的激光雷達商業落地需求。

車規級量產開啟、贏得頭部廠商訂單、長短距產品系列發布,一徑科技正在逐步擴大商業落地生態布局版圖。

創辦于深圳的國產激光雷達公司鐳神智能,最近也傳出好消息,其自主研發的 CH 系列 32 線混合固態激光雷達正式通過國家汽車質量監督檢驗中心的車規檢測,同時拿到 IATF16949:2016質量體系認證,

這也使鐳神 CH32 成為國內首個、全球第二個獲車規認證的激光雷達。東風已量產下線的Sharing-van系列無人車搭載的也正是這款雷達。

拿下車規認證,使鐳神激光雷達產品掃清了前裝量產前的大部分障礙。


鐳神智能的 CH 系列激光雷達采用的是基于其獨特的棱鏡掃描的混合固態方案,與法雷奧的掃描方案類似,兩者也是目前業界唯一通過正式測試驗證了其車規符合性的方案。

可見,華為入局激光雷達即選擇了與鐳神、法雷奧類似的轉鏡掃描架構方案是有其深層次原因的。

近期鐳神智能在車規級高線束混合固態激光雷達小型化技術上取得了重大技術突破,該技術可根據不同車型、功能以及不同安裝位置對雷達尺寸、重量等個性化需求進行定制開發。

其還即將針對乘用車推出一款僅僅 50mm 高的 128 線車規混合固態激光雷達作為感知主雷達,以及一款大視場角、高線數的車規混合固態激光雷達 CH64W 作為補盲雷達,為乘用車實現自動駕駛進行搭配使用。

當然,一切的技術突破以及在車規級驗證方面的進展,都是為激光雷達量產上車鋪路。

汽車之心得知的信息顯示,當前,鐳神智能已拿到寶馬等數家頭部主機廠以及包括蔚來、小鵬等造車新勢力的激光雷達產品需求規格書(SOR),并正推進進一步的合作。

據鐳神透露,屆時千臺以上的激光雷達批量價格將低于 1000 美金。


另外,重卡方向上,今年 8 月,鐳神智能還與陜汽控股達成合作,雙方將聯合開展車規級 MEMS 固態激光雷達的研發。

據悉,這顆激光雷達將采用鐳神自研的MEMS 振鏡1550nm光纖激光器,后續將在陜汽重卡的自動駕駛商用車型上進行量產搭載。

據悉,該款產品直接對標的正是 Luminar 同樣采用 1550nm 光纖激光器做光源的遠距離激光雷達 Iris。

小鵬汽車到目前為止,仍未公布確切的激光雷達供應商。

但綜合行業信息,小鵬汽車正在測試包括鐳神、Ouster 等在內的多家激光雷達廠商的產品。


據何小鵬透露,小鵬汽車在 2019 年上半年就在研究激光雷達上車,已經做了大量的研發工作,其首款搭載激光雷達的量產智能汽車將于 2021 年推出。

從 2017 年到 2020 年,全球已經有十數家車企敲定了激光雷達前裝量產的計劃。

而且就像商量好的一樣,這批激光雷達量產項目中,落地時間基本都定在了 2021 - 2022 年。

可以肯定的是,未來兩年將是迎來激光雷達前裝量產的爆發。

3、激光雷達企業爭相上市,為市場爆發做準備

除了車載市場外,現有市面上眾多的激光雷達也在拓展場端與路端的布局,使這一高性能傳感器成為車路協同路側感知系統、智能停車場感知系統中的「天眼」。

前文提及的諸多激光雷達公司已經拿到了國內一些城市的車路協同、交通新基建相關項目,將在路端部署激光雷達傳感器。

這樣的方式,不僅能擴大出貨量,加速激光雷達公司的自我造血,也將加速車端自動駕駛的落地。

除了擴大出貨渠道,很多激光雷達企業也在籌劃登陸資本市場,以獲得更多的資金來支持下一步的研發計劃和前裝量產。

目前,Velodyne 已經在美股上市,當前市值約 25.5 億美金。

就在 12 月 4 日晚間,美國激光雷達公司Luminar 通過 SPAC 方式成功上市,其市值達到 21 億美金。

另一個有意思的信息是,目前這家公司拿到的激光雷達訂單合同價值已達 15 億美金。

同在硅谷的激光雷達企業 Aeva 也在籌劃上市事宜。

另據彭博社的最新爆料,以色列激光雷達公司 Innoviz 也在籌劃 SPAC 方式上市,目前正與空殼公司 Collective Growth 進行談判,欲籌集 1 - 3.5 億美元融資。

據悉,雙方合并后,估值將達 10 億美金。


Velodyne、Luminar、Aeva、Innoviz 都不約而同地選擇了 SPAC(特殊目的收購公司)方式上市,目的就是盡快獲得資本市場的資金支持。

而在國內,禾賽科技以及速騰聚創也有意在科創板上市,只是目前還沒有進一步的明確消息。

根據外媒報道,禾賽科技的估值超過了 10 億美金,2019 年,禾賽共計售出上千臺激光雷達,整體收入大概在 3 到 4 億人民幣之間。

而速騰聚創,目前的估值和激光雷達出貨量還未可知。

當然,上市并不是這些激光雷達企業的終點,更多的資本投入將加速引爆激光雷達市場。

現階段,L2+、L3 級的高階自動駕駛是各大車企競爭的關鍵領域,這也將是所有激光雷達企業接下來角逐的重點市場。

而在更遠期的 L4 級自動駕駛市場,在未來 5-10 年,自動駕駛出行服務將迎來大規模部署,自動駕駛出租車對當前出租車與快車、專車的替代,將產生千萬級的車輛市場。

作為新興的車載零部件,在當下的激光雷達企業之中,將有機會誕生出像英偉達、索尼一樣的產業巨頭公司。


本文來源:汽車之心頭條號

 
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