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马斯克Diss的激光雷达,华为搞出来了

“要想真正实现自动驾驶,所有汽车都要装激光雷达。”

华为发布激光雷达,犹如一股龙卷风。这个消息很“炸裂”,而且“96线车规级高性能”这几个字,分量也够重。

按照华为的说法,12月21日发布的96线车规级高性能激光雷达产品和解决方案,类似于珠穆朗玛峰的“北坡登顶”,突破了激光雷达“性能、车规、量产”三大挑战。

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96线对于业界顶级128线来说,属于“次顶配”,但是根据华为之前的豪言,价格可是大杀器,“便宜得很!”不过遗憾的是,这次倒真没透露价格。还得等些天。

那么,我们来看看,这款激光雷达有何核心优势?

华为的激光雷达

华为经过长达半年的市场调研,将激光雷达的规格定义为三个方面:

① 看得远:高速场景需要看到200米之外的车,即激光雷达的测距规格。

② 看得宽:复杂路口激光雷达的水平FOV(Field-of-View,传感器覆盖的角度)。

③ 看得快:应对加塞并看到突出物,激光雷达的垂直FOV要好。

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华为表示,这款激光雷达可以满足大视野120°×25°,应对城区、高速等场景的人、车测距诉求;全视野中,水平、垂直线束均匀分布,不存在拼接、抖动等情况,形成稳定的点云对后端感知算法非常友好;小体积,适合前装量产车型需求。

这次华为的激光雷达,将搭载在同一天曝光的ARCFOX极狐HBT上。搭载华为3颗激光雷达的极狐HBT也成为了华为智能电动量产第一车,该车型将于明年发布。

华为融合感知产品部总经理段忠毅还介绍,华为在广东东莞市建立了第一条车规级激光雷达Pilot产线,目前正按照年产10万套/线在推进,以适应未来大规模量产需求。

而要想实现真正的大规模前装量产,满足车规级的要求,那么,就要确保产品在各种严苛车载环境下的可靠性及工程适装性。

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为此,华为针对车规要求的高低温湿热,水压、振动、盐雾、人眼安全、EMC(电磁兼容)、碎石冲击等场景,都严格按照ISO国际标准执行,甚至基于TOP车企的特殊要求,做了更加严苛的测试。

而且,针对激光雷达容易被脏污、霜、雾、凝露、薄冰等覆盖的情况,华为还自主设计开发了智能清洗系统以及智能加热系统,并做了大量测试来验证其效果。

此外,源于其ICT领域光学设计、信号处理、整机工程等领域的长期积累,华为还重构了激光雷达的核心部件,包括发送模块,接收模块和扫描器。

其中在收发端,华为通过精准的光路控制和精巧的电路设计,大幅提升了收发模块的光电转换效率。在扫描器方面,华为选择了微转镜扫描器架构,通过解构电机、轴承等关键部件,实现精准的扫描控制,进而提升点云精度的稳定性与一致性。

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据悉,华为还设计了符合车规要求的激光雷达扫描电机,其可靠性可满足最严苛车企对激光雷达工作寿命的要求。

华为在激光雷达领域,算是一个新玩家,但华为又是谁都不敢忽视的对手,可谓如临大敌。就像此前提出的“像Intel Inside一样,把Huawei装进每一辆车”,把激光雷达带入每一辆车,华为是朝着这个目标努力前进着,但是,别家呢?

激光雷达技术趋势

作为 L4 级别自动驾驶不可或缺的传感器,激光雷达的发展正在快速增长。虽然马斯克也说过“激光雷达是傻子的玩意,任何人用激光雷达都注定失败。”但是,只要性价比足够好,马斯克就没有理由拒绝。有人就断言,“五年之内特斯拉必装激光雷达。”

而根据法国咨询机构YoleDéveloppement预计,2020年全球激光雷达出货量约34万个,2025年全球激光雷达出货量约470万个,2030年全球激光雷达出货量约2390万个。目前来看,激光雷达离爆发的节点还有点距离。

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不过发展到眼下,激光雷达已经从拼技术进入到拼量产的环节,综合成本逐渐下降,点燃了市场对激光雷达的热情。这次华为发布的激光雷达,更是加了一把柴火。

从技术路线来看,固态化、小型化、低成本化将是未来激光雷达的发展趋势。而机械激光雷达由于价格和成本的原因,再加上光路调试、装配复杂,生产周期漫长,导致成本居高不下,机械旋转部件在行车环境下的可靠性不高,难以符合车规的严苛要求。正在偏离主线。

而要降低激光雷达的成本,并且提高可靠性,满足车规的要求,发展方向自然从机械式激光雷达转向了固态激光雷达。经过多年的发展,固态激光雷达的基本框架已经比较清晰。目前主流有三种方案:基于相控阵、Flash、MEMS。

不过,三种方案比较起来,基于MEMS的激光雷达,技术上更容易实现,价格也比较低廉,因此被主机厂商一致看好。

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从全球市场来看,Luminar是MEMS固态激光雷达的领导者,Innoviz的技术路线也是MEMS。Velodyne则是机械式激光雷达的头部企业。

百度自动驾驶汽车采用的Velodyne机械式激光雷达价格曾高达70万元/台(64线,8万美元),由于高昂的价格,还没有一家车企敢推出搭载激光雷达的量产车。而Luminar的MEMS固态激光雷达能将制造成本降低到500~1000美元,价格优势体现无疑。

还有一个重要的技术参数。目前激光雷达主要是基于两个波长之一的传感器,分别是905纳米和1550纳米。其中,905纳米是目前市场上的主流选择,Velodyne和Innoviz用的都是905纳米。

Luminar则采用的是1550纳米激光。它的优点在于,可以远离我们眼睛吸收的可见光光谱,使眼睛的安全性比905纳米高40倍,还可以加大功率,增加探测距离和点云分辨率,更远的远处可以看得更清晰。

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905纳米的缺陷,恰恰是太接近我们能看到的可见光谱,而且现有的供应链完备,所以Velodyne等企业还是坚持采用原来的905纳米波长。另外,1550纳米不能用传统的硅的方式做吸收,需要特殊材料,也是技术难度之一。

而Lunimar成功解决了这个问题,用铟镓砷激光接收器降低成本,它的材料便宜,最终把固态激光雷达的成本降低到1000美元以下。而华为用的是恰恰是1550纳米波长,可以看出华为 “爬北坡战略”的技术路线,确实充分考虑了难度。

市场追捧下的前景

目前,市场对激光雷达追捧得相当热烈。

2020年9月30日,Velodyne实现借壳上市,成为了全球激光雷达第一股。接着,12月3日,Luminar Technologies在纳斯达克上市,股价比合并上市前的最高涨幅超过4倍。

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以色列的Innoviz也不甘落后,也将通过SPAC(Special Purpose Acquisition Company,特殊目的并购公司)模式完成上市,估值将达14亿美元,并从投资者那里拿到3.5亿美元。

而Velodyne目前是车载激光雷达的龙头老大,2020年预计销售额达到1亿美元,2024年预计销售6.8亿美元。

Luminar虽然是初创公司,但其表示正在与大众、福特、沃尔沃等13 家车企合作,合同价值达 15 亿美金,首款量产激光雷达将安装在吉利旗下的沃尔沃车上。

作为宝马的激光雷达供应商,Innoviz目前也推出了第二代产品,成本相较于第一代下降70%,并将于2021年在宝马量产车型中批量应用。所以,行业人士认为,未来激光雷达会成为一个新的风口,不仅仅是汽车。

前景很美好,竞争很激烈。不过华为也有承担试错风险的勇气。华为凭借多年来在ICT领域积累的全栈自研能力以及低成本精密制造能力,相信通过不断提升激光雷达生产效率与良品率,能够实现满足车规级要求,进而规模化量产的愿景。

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华为进军激光雷达领域,当然目前还无法做到Luminar那么低的成本,但此前华为智能汽车解决方案BU总裁王军曾在8月的蓝皮书论坛上提到,“华为正在武汉的光电技术研究中心研发激光雷达技术,目标是短期内迅速开发出100线的激光雷达。未来计划将激光雷达的成本降低至200美元,甚至是100美元。”以华为的力量,“吹过的牛皮”应该不难实现。

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