智能
Google 无人车头顶的那个圆盘还能成一门生意?|北京车展 2016
它一开始并不是给汽车用的。
怎么能够让车自己认得路,还能避开障碍物?
今年北京车展上,世界上最大的汽车零件商之一博世展示具体的模型——智能汽车到底需要哪些传感器?
从测距离的雷达、定位的 GPS 电子单元到识别图像的摄像头,它搭载了近 30 个传感器。一位展台工作人员告诉《好奇心日报》,“这还不足以让一辆车实现自动驾驶,背后的处理器性能支持、算法分析和数据存储也非常关键。”
像长安、北汽这样的国产车厂在车展上给出的方案就更初级了。一个识别前方路线和物体的摄像头和 5 个测距的微波雷达就敢在高速跑。
不过,长安无人车头顶的激光雷达虽然暂时为了演示识别物体效果才装上去的,但其智能汽车团队的工程师周增碧向《好奇心日报》透露,他们上百人的团队已经被分成四到五个小组,正在研究不同的自动驾驶方案。
基于激光雷达的自动驾驶就是其中一种,这也是目前全球用得最多的技术。而它相当于无人车的眼睛。
大多数无人车都开始用激光雷达
现在美国加州路上在跑的自动驾驶测试汽车,肯定不止来自 11 家公司了。但最知名的还是 Google。从 2012 年公开路测以来,它头顶的大圆盘就一直令人好奇。
Google 自动驾驶测试车
这款激光雷达来自一家叫做 Velodyne Lidar (以下简称 Velodyne)的公司,它在硅谷待了超过 30 年。
2005 年国防部无人车挑战赛中,Velodyne 团队中途被迫退赛,却是因为决赛时它已经悄然成了比赛赞助商, 6 支入围队伍中 5 家都用了它家的初代激光雷达产品。
赛后,除了当时的冠军领队塞巴斯蒂安-特龙被 Google 挖走之外,这 6 个团队中不少人或早或晚都被招到了 Google 的实验室。 而这款产品后来出现在了 Google 无人测试车的车顶上。
2007 年之后,根本没有汽车公司来买 Velodyne 的产品。直到 2015 年年中,车厂在科技公司一波接着一波的冲击下,再也等不及按照自动驾驶 5 个等级一步一步地慢慢走了。
这时,传统车厂纷纷找到以激光雷达为基础的自动驾驶解决方案。以往用在高级辅助驾驶(ADAS)功能中的红外摄像头在全自动驾驶中不再实用,因为波长限制,它看得不够远。
CES 2016 上福特 CEO 在展示 Ultra Puck
今年年初 CES 上,福特发布会上,Velodyne 展示了为车厂定制的系列 Ultra Puck 。而 Velodyne 亚洲区市场总监翁炜向《好奇心日报》透露,这个产品还有系列更新版本。
那些基于激光雷达的做自动驾驶方案的车厂会拿 32 线产品去测试,经过 6 到 8 个月测试后, 2017 年会推出 2.0 版本。当每个车厂通过 500 到 1000 台的批量测试后,2018 年第四季度 3.0 版本发布。这个版本将是无人车激光雷达的正式商用版。
除了军用,激光雷达最初是用来测绘地图的
和不少激光雷达产品一样,Velodyne 激光雷达产品早期也是军用的。
到了商用阶段,激光雷达还不是给车用的。2007 年之后,Here 地图、做定位导航的 TomTom 都是其主要客户。直到 2015 年 4 月开始发售咖啡盒子大小的 16 线产品还是针对无人机设计的。
翁炜介绍,这款产品主要是从地图测绘行业的需求出发的。之前,如果地图测绘公司想要扫描森林、海岸线,就得出动飞机,还得跟空管部门报批,整个成本在 2 万美金左右,好在它们当时对于投入成本和激光雷达重量忍受度都很高。
现在有了固定翼的无人机,首先硬件成本降到只要几百美元,而且非城区飞行也不用报备。但只有 1000 克左右的无人机根本无法负重超过 25 斤的 64 线产品。
“最开始 64 线激光雷达是为无人车设计的,没有车企用,地图行业蜂拥而上。到了 32 线是为了地图行业设计的,这时车企又开始抢着使用。“翁炜说道。
激光雷达为什么会贵?
不止 7 万美金。早前消息透露,Google 无人车成本的一半都来自于激光雷达。而剧翁炜介绍,它到现在都在使用的 Velodyne 64 线产品,官方总价为 8.4 万美元。其他两款产品也不便宜。32 线产品为 4 万美元,而 16 线的也要 8 千美元。
这还是因为需求问题。激光雷达还是没有达到大规模工业应用的地步,所有制作还在手工阶段,人工成本很高。
到如今 Velodyne 的 3 条生产线也全都是手工的。这个组装过程比较复杂。就拿 64 线产品来说,每一条线都有一对激光发射器和接收器。组装过程中,要保证发射出去的激光要被成对的接收器收到,不能有偏差。
最开始 Velodyne 只有一条生产线,在车企需求增多之后,现在 3 条生产线三班倒,相当于 9 条生产线。生产效率也从每两周生产一台激光雷达,加快到每一周生产两台。需求加大的同时,生产成本也翻了几倍。
另外,创始人 David Hall 是位家境充实的机械工程师。从为了吸引女孩,做车载低音炮,到为了不晕船,又做出了能稳定船体的传感器,它可以监测 100 英里每小时航行速度下快艇船底的海浪大小和方向。
可 360 度转旋的激光雷达,也是他在参加国防部无人测绘挑战赛时,发现自己设计的激光雷达没法同时看到所有物体后,做出的改动。而 Hall 本身也是位摩托车、汽车发烧友。
于是,他的公司一直以来都更像是一个研发中心,产品都很小众。直到 Google 无人车跑上路,它才被更多人认识。
成立 30 年,做了 3 款产品,只有激光雷达现在看起来有大规模商业的可能。而更早的时候,这款产品拿到的是军工企业订单,贵也就不难理解了。
Velodyne 的竞争对手,可能让激光雷达变得便宜起来
问及竞争对手时,翁炜提到,Velodyne 早于其他同类公司完成了从军用到商用再到民用的磨合期。“称得上没有竞争对手”。
有没有竞争对手,还很难讲。根据 2015 年的一份调查报道显示,到 2022 年,激光雷达将是一个价值 32.2 亿美元的市场。它要是比无处不在的传感器还赚钱,Velodyne 就少不了竞争对手。
S3
CES 2016 上,世界上最大的汽车零件商之一德尔福就没有选择和 Velodyne 合作,而是选了一家叫做 Quanergy 的创业公司。当时,它发布了第二代产品固态激光雷达 S3 。而第一代产品 M8-1 已经用到奔驰的无人车上。
奔驰自动驾驶测试车用到的 M8-1
所谓固态激光雷达,简单来看,你看不到它在旋转,产品内部本身也没有马达驱动它在转。但它会全角度发出激光并回收光波信息。而非旋转情形下,Velodyne 产品只能看到 60° 视角内的物体。
在现行国际公约标准下,为了不让激光伤害人眼,其波长只能限制在 903 毫米以下。所以,如果 100 米外有个障碍物,这种固态激光雷达不见得能有效收回所有发出的光波。因为聚集的光波能量达不到这么远的距离。
为了避免此类情况发生,Quanergy 采用了相控阵激光雷达技术。利用集成电路控制每一束激光的发射方向,对可能出现障碍物的地方做扫描,用来节省能量。但这对软件算法又提出了更高的要求。
NASA 有报告曾称,固态激光雷达技术要等 10 年才能量产。 Quanergy 创始人 Dr.Louay Eldada 觉得自家产品 2 年后就能量产。
而 Velodyne 也在跟进这项技术。
题图来自 Flickr@Travis Wise
原文链接 (已下线): https://www.qdaily.com/articles/26028.html
Wayback 快照: http://web.archive.org/web/20160531025526/http://www.qdaily.com:80/articles/26028.html
原始截图: http://ww3.sinaimg.cn/large/007d5XDply1g3xlbpli84j30u07b1npf