车载激光雷达低成本方案将加速无人驾驶到来

　　Quanergy: 全固态激光雷达的开拓者

　　在CES2016 上展出的一款重量级产品分别是来自Quanergy 的“固态”Solid State 激光雷达 S3和由福特汽车发布用于无人驾驶计划的Velodyne Hybrid Solid State“混合固态”激光雷达VLP-16 PUCK。

　　“固态”概念可以称为基于电子部件，无机械旋转部件的解决方案。基于置于车顶的360 度机械旋转激光雷达实现。它的性能非常好，但是相应的也具有成本过高，体积大、外部可见等劣势。“固态”激光雷达产品则由于采用电子方案去除了机械旋转部件，因此具有低成本(几百美元级别)和体积小、可集成至传统车辆外观中的特点。行业对固态硬盘的出现仍处观望态度。1)对成本是否能有如此大幅下降抱有疑问;2)激光特性在大雾等天气仍然并不适用。

　　图3 Quanergy 固态激光雷达

　　图4 Velodyne 固态激光雷达

　　目前，Quanergy共推出了两款3D激光雷达产品，一款是安装在奔驰智能驾驶测试车上的The Mark VIII，另一款就是第一款专为智能驾驶汽车设计的全固态激光雷达S3。

　　S3全固态激光雷达基于相控阵技术代替了机械激光雷达的外部旋转部件，大幅度缩小了产品体积，便于在汽车上安装且不占据过多空间。同时，约250美元的价格也易于让市场更接受。但是，由于其使用的有关电子部件不能像机械旋转部件一样360°旋转，只能探测前方不超过180°的视角范围，因此一辆智能汽车一般至少需要4至6个S3激光雷达。

　　实际上，该款全固态激光雷达对Quanergy公司来说还是一个“早产儿”，其在测量精度、水平视野等参数特性上还有待进一步提升。S3激光雷达是Quanergy公司与Delphi公司合作后所推出的中间产品，并非最终供货产品。虽然该产品暂时只是作为研究成果存在，并未上市推广，但其全固态技术突破对于车用激光雷达的发展却有着重大的意义。

　　5.2 国内企业加速追赶，目标产品逐步成型

　　国内与国外比起来，在多线激光雷达上有较大差距，但是应用于服务机器人、扫地机器人的激光雷达并没有太大差别。国内的激光雷达产品多用于服务机器人、地形测绘、建筑测量等领域，尚未研制出可用于ADAS及无人驾驶系统的3D激光雷达产品。不过，随着智能汽车的浪潮从国外涌向国内，以镭神智能、思岚、巨星等为代表的多家国内企业也开始尝试进入车用激光雷达这个新兴行业。

　　镭神智能表示，对于用于汽车防撞单线雷达，会先将其原理系统做好，未来会继续研发8线束、16线束及32线束激光雷达，并预计于年底研发出一款16线束激光雷达。

　　6 “降维+黑科技”，激光雷达方案成本或大幅下降

　　目前行业有三种方式来降低整个激光雷达的使用成本：1)降维：使用低线束低成本激光雷达配合其他传感器提高整体系统的稳定性，降低激光雷达依赖和成本。2)黑科技： 新的激光技术“固态”激光雷达的价格大幅下降，有望成为颠覆行业的黑科技。3)规模效益：目前激光雷达的应用仍然较小，当无人驾驶汽车的产量大幅上升将带来极大的规模效益。

　　图5：激光雷达低成本化的主要路径

　　Velodyne公司选择了路径1 ，将原先的64线束激光雷达降低为32线束，最初Ultra Puck的设计方案是16线束，但3D绘图效果不尽如人意，因此最终使用了32线束。虽然Ultra Puck在测量精度与3D绘图效果方面不如HDL-64E，但考虑到性价比因素，前者更适合应用于无人驾驶汽车。

　　而Quanergy公司采用了固态化的低成本方案。S3激光雷达就是其推出的第一款全固态激光雷达，尽管在水平视野等参数上还略有缺陷，但激光雷达固态化趋势势必推动产品成本及价格大幅下降。