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自动驾驶规模落地,不能被激光雷达卡脖子

车东西 740浏览 2022-01-20

自动驾驶规模落地,不能被激光雷达卡脖子

车东西(公众号:chedongxi)

作者| 俞岳

编辑| 晓寒

2021年,国内自动驾驶迎来商业化落地,成为一大标志性事件。

然而,无论是Robotaxi还是Robotruck,短期内实现盈利仍有很大难度,根本原因在于自动驾驶系统的成本还是太高。作为核心传感器的激光雷达,量产成本居高不下长期制约行业发展。

为了击破这一行业壁垒,国内激光雷达厂商探维科技另辟蹊径,集成了固态扫描、国产化芯片化TOF测量和硬件级图像融合技术,真正实现了稳定、性能、成本三个维度的统一。

就在昨天,探维科技与国内自动驾驶公司主线科技达成战略合作,宣布双方在自动驾驶商用车及智能物流领域展开全面的业务合作与深入的技术探索。

根据双方达成的协议,探维科技将为主线科技提供全套感知技术解决方案,助力自动驾驶卡车量产进程与智能物流业务规模化落地。

由此,国产车规级高性能激光雷达将实现快速量产落地。

探维科技与主线科技合作协议签字仪式后,车东西还同探维科技CEO王世玮、主线科技CEO张天雷等两家企业创始人及高管团队进行了一次深入对话,找到了探维科技量产落地的秘诀。

一、自动驾驶落地潮来临 激光雷达是核心元件

刚刚过去的2021年,可谓是国内自动驾驶行业的商业落地元年。

在Robotaxi领域,百度Apollo、小马智行在北京实现了收费运营;在Robotruck领域,主线科技等头部玩家先后落地全国港口,并开启了高速路L4级自动驾驶测试。

无论是Robotaxi还是Robotruck自动驾驶系统,激光雷达是必备的感知元件。这是因为,激光雷达感知距离更加精准,能抵御恶劣天气环境。在整个自动驾驶系统中,激光雷达能够和毫米波雷达、摄像头形成有利补充。

可以说,激光雷达是自动驾驶系统中的核心传感器。

然而,在自动驾驶法律、行业规范不断完善的今天,自动驾驶行业的发展却被成本制约。单车造价过高,导致自动驾驶车辆无法大规模量产。究其原因,则是自动驾驶部件的成本居高不下,尤其是激光雷达。

要同时满足高性能、车规级等条件的激光雷达产品,成本极高;如果采用成本较低的产品,其性能和稳定性表现并不出色。实际上,稳定、性能、成本三个维度,几乎形成了激光雷达行业内的“不可能三角”。

自动驾驶规模落地,不能被激光雷达卡脖子

激光雷达行业“不可能三角”

与此同时,激光雷达行业的技术路线纷繁复杂,各家厂商打造并不断迭代出了机械式、MEMS、OPA、Flash以及单轴微振镜等多种技术路线。这些激光雷达的技术路线各有优势,同时也有不同的局限性,激光雷达行业内没能形成更适合车载的技术标准。

此外,感知融合算法不够成熟。当前自动驾驶大多采用后融合算法,需要将摄像头、激光雷达、毫米波雷达等多传感器进行空间配准和时间同步,实现点点对应,而这一过程难度较大。其背后的原因主要有几点,其一是跨传感器平台时间同步有一定程度误差,最高能够达到秒级;其二是传感器视角不同,感知环境也会存在不同。最终,后融合感知算法容易出现误检、漏检的情况,影响整个自动驾驶系统的决策。

激光雷达行业面临的这三大因素,直接导致高性能车规级激光雷达无法实现大规模量产,同时也制约了整个自动驾驶行业的进步。

二、击破行业壁垒 探维科技实现硬件级前融合

面对激光雷达行业的困局,各家激光雷达企业探索出了不同的破局之路。有专攻一条技术路线的,也有根据海外大厂产品做廉价替代的,还有不满足现有技术路线另辟蹊径的。

而成立于2017年的探维科技,基于此前8年研发星载激光雷达项目的经验,找到了两个解决困境的方法,破除了激光雷达行业“不可能三角”。在激光雷达行业内,形成了领先优势。

其一,探维科技选择了更适合车载及自动驾驶的激光雷达技术标准,基于单轴微振镜技术,打造出混合固态激光雷达产品。

根据介绍,采用单轴微振镜技术的激光雷达,其内部不需要有拼接的方式,就能做到120°水平扫描,同时还能满足车规级标准。

但做到大视场角还不是最困难的。

探维科技CEO王世玮介绍,最困难的是如何在实现120°视场角的同时,还做到高线数。最开始,探维科技打造了Tensor系列16线激光雷达,目前已经迭代至第三代产品,实现了产品定型。

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探维科技CEO王世玮

与此同时,探维科技不断探索核心器件的阵列化、集成化和芯片化,自研了面向量产的Array-based Line Scanning(ALS)平台,打造了Scope、Tensor、MDN等多个系列的激光雷达产品,覆盖16线~192线。

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ALS平台关键技术

在2021深圳光博会上,探维科技发布了其性能最强的图像级192单元固态激光雷达MDN-192,等效192线数。在满足200米感知距离,120°*30°视场角的高性能参数之下,也能实现-40℃~85℃的环境温度标准。

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探维科技MDN-192

王世玮介绍,基于ALS平台打造的激光雷达产品,其在物料成本、生产成本以及调光难度上都能得到很好控制。

他说道,减少调光时间能够大幅缩短激光雷达的生产成本。当前探维科技的量产产线上,每生产一台激光雷达,其调光时间仅需要10分钟。目前,探维科技还在苏州投资建设了车规级激光雷达生产基地与测试标定中心。未来,随着二期产线全面自动化,调光时间能缩短至1分钟。相比激光雷达的其他技术路线,基于ALS平台打造的激光雷达,生产效率有了巨大提升。

其二,探维科技激光雷达实现了硬件级图像前融合技术,相比业内大多使用的后融合技术有了本质上的不同。

在感知融合领域,当前业内大多采用的后融合方式,是通过复杂的空间标定流程,实现目标级图像融合。

而探维科技团队借助早期在清华大学承担星载雷达项目积累的图像融合经验,从传感器最底层的硬件切入,开发出了硬件级图像前融合。

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硬件级图像前融合技术细节

探维科技将摄像头和激光雷达合二为一做到了一个传感器当中,在几乎不增加硬件成本,也不需要更多算力资源的前提下,就能提供时间同步,点云与像素点对应的数据。

从这两个维度来看,探维科技的混合固态激光雷达产品已经实现了从算法到系统的整体优势,站在了激光雷达的技术最前沿。

三、主线科技重卡将搭载 布局港口与干线物流

作为量产激光雷达领域的排头兵,昨天探维科技和自动驾驶卡车公司主线科技在北京举行了战略合作发布会,宣布双方在自动驾驶商用车及智能物流展开全面的业务合作与深入的技术探索。

未来,探维科技将为主线科技提供全套感知技术解决方案,助力自动驾驶卡车量产进程与智能物流业务规模化落地。

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探维科技与主线科技签署战略合作协议

在发布会现场,主线科技CEO张天雷与探维科技CEO王世玮见证了合作协议的签署。根据协议,在港口自动驾驶与干线物流自动驾驶领域,主线科技将优先搭载探维科技96线~192线激光雷达产品,用于量产自动驾驶重卡的精准探测与感知。

主线科技作为国内率先实现落地的自动驾驶卡车公司,已经在港口、高速公路干线布局自动驾驶卡车。

在港口自动驾驶领域,主线科技已先后参与了天津港、宁波舟山港、中海油、招商局港口等国内智慧物流枢纽项目。今年1月,主线科技Robotruck开始在京台高速部分路段内进行L4级自动驾驶测试,成为国内首批合法合规开展高速公路自动驾驶道路测试的企业。

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主线科技Robotruck进行高速路测试

主线科技Robotruck搭载探维科技激光雷达后,将实现Robotruck领域硬件级图像前融合技术的首次应用。

这对于Robotruck的测试验证,乃至全自动驾驶行业,都具有积极的意义。

与此同时,国产高性能车规级激光雷达正快速量产装车,让激光雷达这一长期受制于海外品牌的产品,实现真正的自主化。

探维科技激光雷达的量产上车只是国产激光雷达的一个缩影,但其技术、量产能力已经跻身国产激光雷达行业头部,正助力国内自动驾驶行业快速进步与大规模普及。

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