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對話Velodyne LiDAR總裁:高分辨率、長探測距離和隱藏式激光雷達是產品落地的關鍵

2018-02-26 09:57:12  來源:中國汽車時報網     編輯:鄭葉艷

特斯拉 CEO Elon Musk 在談到激光雷達問題時,用「昂貴」、「丑陋」和「完全沒必要」三個詞將這個在自動駕駛中最為關鍵的傳感器說得一無是處。

這樣的看法在業界引發了不少討論,甚至特斯拉的一些員工也不同意 Musk 的觀點,他們均認為全自動駕駛沒有激光雷達根本行不通。

作為激光雷達領域的「老大哥」,Musk 的這番評論Velodyne 自然是不會服氣的。激光雷達如何真正在汽車上落地,這家來自硅谷的激光雷達公司也給出了 3 個關鍵詞。

Velodyne 的 3 個關鍵詞

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如果我們觀察在美國加州拿到 DMV 路測牌照的 50 家自動駕駛公司,其中 96% 的公司表示高分辨率的激光雷達是必須的。這足以表明,在自動駕駛汽車中,激光雷達不可或缺。

在今年的 CES 上,Velodyne 對外展示了兩款產品:一款針對自動駕駛出租車市場的 128 線激光雷達 VLS-128,一款針對乘用車市場的小體積的固態激光雷達 Velarray。

這兩款產品在一定程度上代表了未來激光雷達在自動駕駛汽車上的應用方向。如果要用 3 個詞來描述這兩款產品,我們可以概括為:高分辨率、長探測距離和隱藏式。Velodyne 認為,這是激光雷達未來能夠在自動駕駛汽車上落地的關鍵。

更多的線束意味著更高的分辨率,對于高級別自動駕駛來說,更高分辨率和長探測距離的激光雷達可以應對更多未知路況。

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為了能讓激光雷達更好嵌入車身內部,Velodyne 推出了Velarray。「在乘用車市場,OEM 對隱藏式激光雷達的反饋非常強烈。」Velodyne LiDAR 總裁 Mike Jellen 對雷鋒網說。

2017 年,Velodyne 推出了 Tier 1 生產計劃(Tier 1 Manufacturing Program),首先與它合作的 Tier 1 是全球最大的汽車安全公司 Autoliv 。

這個計劃的推出就是為了改善激光雷達「丑陋」的外觀,為自動駕駛汽車設計隱藏式激光雷達而準備。

其中,Velodyne 提供核心 3D 軟件技術和專有激光雷達 ASIC 引擎,Autoliv 提供組件開發和驗證功能,生產滿足汽車廠商需要的車規級激光雷達(包括外觀、線束定義)。

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在經歷了攝像頭系統的局限性后,Velodyne 創始人 David Hall 在 2005 年發明了實時 3D 激光雷達。自動駕駛行業也意識到,如果要全天候 24 小時識別周圍環境,就要為自動駕駛汽車打造一個安全可靠的傳感器。但當時激光雷達的單價高達 10 萬美元,這個價格讓很多公司望而卻步。

如今,Velodyne 的目標是實現年產百萬臺激光雷達的能力,通過大規模量產來降低激光雷達的成本。據 Jellen 介紹,Velodyne 目前總共擁有 260000 平方英尺(約合 2.4 萬平方米)的生產基地,員工從 150 人增加到 500 多人,這都是為大規模量產而做準備。

工廠擴建后的投產和可大規模量產的半導體技術的成熟(相比 64 線產品,VLS-128 已經減少多達 200 個內部組件),將幫助 Velodyne 完成零部件的功能整合,提升產能。

得益于新工廠投產后帶來的積極效應,今年年初,Velodyne 為行業帶來利好消息:對 16 線激光雷達進行降價,從 7999 美元降至 3999 美元。相對較低的售價無疑再次點燃了自動駕駛從業人員的熱情。

但是,于激光雷達行業而言,Velodyne 宣布對產品降價是在掀起一場價格戰嗎?

Jellen 對雷鋒網表示,近兩年,激光雷達的價格并不是最重要的因素。到 2020 年或 2021 年,價格因素才會凸現出來,因為那時的市場競爭格局會更加激烈。

不止 Velodyne 此前對外界承諾在這個時間節點將激光雷達成本降到 500 美金以下,更多的同行也會相繼推出車規級激光雷達,這時才會打起真正的價格戰。

截止去年,汽車依然是 Velodyne 最大的市場,正如 Jellen 所說,全球 80% 的汽車市場已經被 Velodyne 覆蓋。從今年起,Velodyne 將重點拓展無人機、機器人以及其他應用領域。

聽說 Velodyne 還在開發「殺手級」功能?

眼下,Velodyne 的主要任務,除了擴充生產能力外,也希望在實時感知上加入更多功能。

在今年的 CES 期間,雷鋒網就聽聞一位接近 Velodyne 的業內人士透露,Velodyne 在秘密準備一些激光雷達的「殺手級」功能,比如:

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在 Velarray 留白的地方(如上圖右側),會加裝攝像頭,將來 Velarray 會是一款集「點云數據+RGB 數據+攝像頭數據融合」的產品,以增強目標分類能力;

在 ASIC 產品上,Velodyne 將會為激光雷達發射出去的激光束進行編碼,這樣可以保證不會受到其他激光雷達的相互串擾;

不同的場景需要搭配不同的激光雷達。如果主要側重高速駕駛,那么視場較窄的遠程激光雷達就是最佳選擇。如果側重城市駕駛,那么視場寬度成為關鍵問題。未來 Velodyne 希望利用軟件來控制硬件,在不同道路場景下,通過軟件控制激光束走向、角度甚至某一束激光的能量。其中一個場景是在高速公路上,將垂直角變窄(比如 Velarray 的視場從 120 度變為 60 度),然后集中激光束觀察前方道路情況。

雖然 Velodyne 沒有從正面回應上述說法,但 Jellen 從側面透露了一些信息:「Velodyne 會繼續在產品中加入新的功能,不僅在硬件層面的創新,也會在軟件方面下功夫。」

附 Velodyne LiDAR 總裁 Mike Jellen 與雷鋒網新智駕(微信號:AI-Drive)的對話實錄(有刪減):

雷鋒網:與 2016 年相比,2017 年 Velodyne 在汽車領域有哪些新的進展?

Mike Jellen:Velodyne 在 2017 年的營收是 2016 年的 4 倍。其中 VLP-16 線激光雷達在 2017 年共計出貨 10000 臺。由于出貨量大增,Velodnye 在今年年初對 16 線產品進行了降價。

VLP 32 在去年出貨 1000 余臺,這是世界上以千級為單位出貨的銷售成績。32 線也是 2018 年的主力產品,今年的出貨量預計也會達到千臺級別。

在 2017 年,雖然 64 線也打破了銷售記錄,但一個趨勢是很多客戶將會向 128 線轉移,這是因為這一傳感器的長探測距離和高分辨率。

客戶對 Velodyne 有兩個需求:一是探測距離和分辨率的提升,二是設計隱藏式的激光雷達傳感器。

去年我們發布了 128 線——這是全球性能最高的激光雷達,探測距離為 300 米,角度分辨率為 0.1 度。現在這款產品已經出貨給其中一個重要客戶。在今年的第一季度,128 線激光雷達將會陸續交付給其他客戶。

在乘用車市場,客戶對隱藏式激光雷達的反饋非常強烈。為了滿足他們對隱藏式傳感器的需求,Velodyne 開發了 Velarray。2017 年我們已經向重點客戶展示了這款產品。2018 年第一季度,我們將會拿出樣機給一些汽車客戶進行測試,這些廠商預計在 2020 年將會搭載車規級的 Velarray 的產品。

我們認為激光雷達市場在 2018 年還會進一步增長,但是仍然有大量工作需要完成,比如進一步完善軟件、將隱藏式激光雷達整合進汽車。

雷鋒網(公眾號:雷鋒網):除了 128 線,未來 Velodyne 是否會繼續在機械式激光雷達產品上發力?

Mike Jellen:我們會繼續支持固態激光雷達 (隱藏式)和寬視場激光雷達。在乘用車領域,固態激光雷達是非常好的解決方案,OEM 對這個傳感器的設計非常敏感,他們需要的是隱藏式的傳感器。

對于 Level 4/5 級別自動駕駛,客戶需要的是寬視場的激光雷達,他們希望看到最小 180 度或者是超過 180 度的視場。有一些客戶甚至需要 360 度的產品,這樣能提供最好的感知能力。

所以我們在不同的領域,會繼續支持寬視場的激光雷達和固態激光雷達。

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*不同類型激光雷達對比

雷鋒網:在固態激光雷達上,Velarray 采取的是一種「Similar MEMS」的技術。它與 MEMS 的區別是什么??怎么看 OPA 與 Flash LiDAR?

Mike Jellen:我們使用的是沒有旋轉部件,對于激光雷達傳感器來說,我們需要確保的是這款產品達到車規級要求。(注:由于 Velarray 還在申請專利,因而這款產品采用的「Similar MEMS」技術目前還沒有一個準確的定義。Velodyne 也并未對雷鋒網透露更多這方面的信息。)

OPA 和 Flash LiDAR 都是非常好的技術,但是考慮到 Velodyne 所處的位置,我們的客戶都希望開發自動駕駛汽車,這意味著兩個重要的關鍵點:分辨率和探測距離。OPA 和 Flash LiDAR 并不能同時滿足這兩個關鍵。

Velarray 工作的時候非常安靜,這也是為什么玻璃廠商對這樣一個傳感器非常感興趣,將 Velaray 安裝在前擋風玻璃的位置,它安靜的原因是因為使用了沒有機械的元器件。在駕駛艙內安裝也非常美觀。

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雷鋒網:CES 上我們看到 Velodnye 與玻璃廠商 AGC 合作,將 Velarry 嵌入在擋風玻璃的上方。這是一個很有意思的應用。除了這樣應用外,Velodyne 還與哪些公司探索過能夠可落地的方案?

Mike Jellen:我們也有直接與汽車廠商進行合作,他們也需要不同的解決方案。

其中一家汽車廠商與我們在合作開發適用于部署在汽車保險杠位置的激光雷達傳感器,另一家汽車廠商在于我們探討將激光雷達安裝在前擋風玻璃的可能性。

我們與汽車行業的 Tier 1 合作方式是滿足客戶的需求。對于 Tier 1 來說,我們有 Tier 1 生產計劃,現在公開的是與 Autoliv 的合作,他們有生產基地,能在全球各個地方生產激光雷達,比如在北美甚至中國。

雷鋒網:去年 7 月,Velodyne 提出了 Tier 1 生產計劃,現在有哪些進展?

Mike Jellen:我們現在有很多汽車廠商的合同,在歐洲、北美和中國都有合作伙伴。不同的汽車廠商會讓我們與不同的 Tier 1 合作,當然,如果汽車廠商都與 Autoliv 合作,我們會非常開心,這種合作不是排他性的。

Tier 1 計劃服務于汽車市場,這類市場需要的是針對某款車型,搭配定制化的傳感器產品。所以一輛車可能有搭載 1 個、4 個甚至更多的激光雷達,這些傳感器是專門為這款車型定制的。

目前我們所開發的產品,是沒有定型的硬件,只是用于自動駕駛車輛的測試。對于量產產品,具體特定的傳感器設計是定制化的,比如在前擋風玻璃或者是在汽車保險杠位置。

總體來說,Velodyne 為市場提供和生產標準化傳感器,完成功能實現。Tier 1 進行激光雷達的參數配置,外形設計以及開發滿足不同級別自動駕駛的激光雷達傳感器。

雷鋒網:我們知道 Velodyne Labs 是一個研發機構,支持 Velodyne 未來產品的開發,也代表了 Velodnye 的創新方向。能否介紹 Velodyne Labs 還在做哪些有意思的事情或有趣的應用?

Mike Jellen:Velodyne Labs 主要研發最新的感知技術、硅技術、半導體和最新的軟件產品,我們專注硬件的實時感知,如何在實時感知上加入更多功能。

128 線和 Vellaray 就是從這個創新實驗室出來的。接下來,我們還會有更多創新從這個實驗室發布。隨著我們不斷增加更多的軟件功能,在今明兩年你還講看到更多這方面的進展。

我們會不斷評估市場和不同的技術,如果未來其他技術在未來有可能實現,我們也會向這個技術轉移或者到我們現有的產品增加這項技術。

雷鋒網:未來 Velodyne 會去開發較低線束的激光雷達嗎?比如 4 線或 8 線?

Mike Jellen:我們希望為市場提供高分辨率的激光雷達產品,客戶們也希望得到高度可靠地感知傳感器,并且價格也是合適的。因為傳感器的功能是最為關鍵的,讓傳感器看得更清楚。

目前在自動駕駛、機器人、無人機市場,我們首當其沖的工作是滿足他們的需求,讓這些系統能夠快速用上激光雷達。

另外,隨著產能上升,我們在降低成本,你會看到不同類型的針對不同市場的 Velodnye 產品,而這個成本必須要符合市場的需求的。

今天我們的客戶可以關掉多余的線束。舉個例子,如果客戶買了 32 線激光雷達,也可以運行其中的 2 線、4 線甚至是 16 線。他們能選擇不同的線束,這是因為我們的激光設計是非常靈活的。

雷鋒網:近兩年冒出了許多新興的激光雷達公司,他們在固態激光雷達幾個不同的技術路徑上都有自己的研究成果。面對這個領域的新玩家,Velodyne 如何繼續保持自己領先的優勢?

Mike Jellen:競爭對激光雷達的市場是好的,可以激發創新。我們還會繼續在產品加入新的功能,不僅在硬件層面的創新,也會在軟件方面下功夫。

近兩年,激光雷達的價格并不是最重要的因素。到 2020 年或 2021 年,價格的因素才會凸現出來,因為那時的市場格局才會更加競爭激烈。

我們必須要有正確的應對措施:為不同的客戶提供長期有效的解決方案,比如提供一流的硬件技術解決方案、軟件解決方案以及合適的合作伙伴關系。這是 Velodyne 的核心策略。

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