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| 本文作者： 易建成 | 2017-10-25 23:15 |
从宣布量产 16 线激光雷达、公布「普罗米修斯」计划、免费开放「RS-LiDAR-Algorithms」激光雷达点云算法、展示多激光雷达耦合方案，再到推出 32 线激光雷达。进入到 2017 年，速腾聚创在产品上的节奏比过去 2 年更快了。
不过，这家公司的进展不止于此，在代表激光雷达未来趋势的产品上，速腾聚创将亮出「新武器」：MEMS（微机电系统）固态激光雷达和 OPA （相控阵）固态激光雷达。
值得注意的是，这两款产品在团队内部几乎是同时进行的：
MEMS 固态激光雷达由速腾在国内的团队研发，将在 2018 年 CES 期间展出， 量产会争取在 2018 年年底或者 2019 年第一季度进行；
OPA （相控阵）固态激光雷达则由速腾布局在硅谷的一支团队主导，样品将在明年推出，预计在 2020 年实现车规级的量产。
对于两款激光雷达的成本问题，速腾聚创看起来相当有信心。「MEMS 固态激光雷达如果大规模量产，我们希望做到 150 美金左右，芯片级的产品更有想象力。」在谈到价格时，速腾聚创 COO 邱纯潮这样对雷锋网表示。
无论是 16 线（32 线）激光雷达还是 MEMS 激光雷达，都需要发射系统、接收系统和高速信号处理系统等等。因此这两者既有相同之处，也有不同之处。
在开发 MEMS 固态激光雷达上，邱纯潮告诉雷锋网，速腾聚创在高速数据处理方面沿用了此前在多线激光雷达的经验积累，通过信号处理提升激光雷达的测距性能、动态性能等。
据了解，这款 MEMS 固态激光雷达等效于 200 线激光雷达的扫描效果。MEMS 通过微振镜的方式改变单个发射器的发射角度进行扫描，由此形成一种面阵的扫描视野。
「通过这种技术手段和巧妙的系统设计使得激光雷达的体积并没有增加。」邱纯潮告诉雷锋网。但具体运用什么技术手段和如何巧妙设计，他并没有透露更多信息。
这款MEMS 固态激光雷达尺寸为 13*9*6cm，水平视角 120 度，垂直视角 25 度，探测距离达到 200 米。
邱纯潮表示，MEMS 激光雷达是速腾聚创对目前 16 线、32 线激光雷达的定向补充。
简单来说，在低速或者特定场景，大部分自动驾驶公司侧重利用成熟技术快速落地，商业化运营需求迫切，需要激光雷达进行 360 度扫描视角。这让他们在前期会选择忽略产品价格和外观，而选用目前速腾聚创已经量产和销售的 16 线和 32 线激光雷达。
量产车上，车企和 Tier1（一级供应商）更关注传感器的质量（车规级）、价格以及比低速车更大规模的量产能力、体积（并不需要太大的视场角）。即速腾聚创目前正在测试，准备推出的MEMS 固态激光雷达。
「未来的自动驾驶需要结合上述两者的特点，即需要全方位感知，并保持大规模量产车规级、低成本激光雷达的需求。在这个大方向上，混合固态激光雷达有一定的瓶颈。」邱纯潮说。
鉴于不同的市场需求及技术成熟度，从 ADAS 到 Level 4，需要不同的探测距离及视场角，垂直及水平的角度分辨率也不同，速腾聚创的目标是希望提供满足以上不同场景的激光雷达产品。
据雷锋网了解，与 16 线、32 线激光雷达相比，MEMS 激光雷达需要提供低成本且可靠的系统方案。这要求工程师重新设计发射器、接收器、光学系统等。
不过，开发 MEMS 固态激光雷达难点在于：精密的微扫描系统的控制会直接影响测距性能及扫描效果，工程师需要设计光学系统扩大扫描视场角并提升测距性能。此外，发射器的减少意味着单个发射器一秒的发射频率增加，对发射驱动电路有极高要求，同时高速数据处理也会带来挑战。
在过去的一年当中，速腾聚创负责 MEMS 的研发团队一直专注在实现利用微振镜的方式取代旋转部件，并解决带来的新问题。
当然，一个产品的工程化需要经历很多阶段，从样品到工艺封装移交产线，甚至到真正大批量量产需要大量准备时间，其中验证阶段必不可少。
邱纯潮直言，产品是要面对最终客户的。「不能定型且移交生产的 Demo 展出没有太大意义，我们准备第一阶段定型再进行展示。」
据雷锋网了解，速腾聚创计划在 2018 年的 1 月前完成 MEMS 激光雷达的第一阶段验证目标，之后将在 CES 上展出。如果进展顺利，MEMS 激光雷达的量产会在 2018 年年底或 2019 年第一季度进行。
固态激光雷达受到业内多家激光雷达公司追捧的一个重要原因是，减少了激光雷达内部机械部件，从而实现低成本和稳定的产品。
目前在业内比较常见的是以下三种技术方向：MEMS，OPA 和 Flash。按照分类，前两者属于扫描式激光雷达，后者属于非扫描式雷达。
具体而言，MEMS 激光雷达通过微扫描镜改变光路，形成扫描。这种方式能很大程度降低成本，但加入了微扫描镜后，产品的稳定性也是后续需要克服的关键性问题。
OPA 激光雷达的发射器就是芯片，通过多个发射天线单元的光波干涉来形成聚集光线，以及通过改变天线单元的发射相位来进行光线方向的扫描。这种方法能进一步降低成本，可靠性更高，但研发周期长。
Flash LiDAR 属于非扫描式雷达，发射面阵光。虽然稳定性和成本不错，但主要问题在于探测距离较近。
在全固态激光雷达上，速腾聚创选择了「可靠性更高，但研发周期长」的 OPA。这也是为什么由于芯片化开发周期长的缘故，MEMS 激光雷达会提前推出。
邱纯潮说，当技术参数能够在一些场景替代其他激光雷达方案的时候，OPA 低成本、量产能力强、性能稳定的优势就会发挥出来。此外，由于 MEMS 无法覆盖 360 度视野，在某些角度的视野也可以采用 OPA 方案。
据雷锋网了解，速腾聚创在 2016 年上半年便开始探索 OPA 方案（无任何机械运动部件），因此这家激光雷达公司早早便在硅谷部署了一支专注于研发 OPA 固态激光雷达方案的团队。
目前的进展是，这支团队在消除旁瓣、降低光传导能量损耗等方向已经取得技术突破，且已经进行了几轮流片。第一代全固态激光雷达样品将会在明年推出，而车规级的产品，速腾聚创希望在 2020 年之前实现量产。
* 图为发射芯片样片，其中包含了许多微米级天线单元的阵列及相位控制单元
对于这一阶段的进度，邱纯潮透露，目前公司引进不少人才，并进行了数轮流片测试。「总体来说，我们的进展还算顺利。」他告诉雷锋网。
固态化、小型化、低成本化是激光雷达硬件大势所趋的方向。除了速腾聚创，虽然目前有不少激光雷达公司表示要打造固态激光雷达并推出芯片级产品，但本土速腾聚创是第一家能承诺量产和交付的公司。
「三化」是任何激光雷达公司生存下来的必经之路。而速腾聚创选择同时开发 MEMS 和 OPA 两种类型的激光雷达，是因为从混合固态激光雷达、MEMS 固态激光雷达到 OPA 全固态激光雷达，三者在不同时间点和应用领域有不同的使命。
从技术的开发周期与成熟度看，MEMS 雷达相对芯片级别产品，开发周期更短。从应用场景与产品落地周期看，应用场景可分为低速载人载物的有条件自动驾驶和高速载人载物的自动驾驶。前者落地速度明显比后者快，对车规、价格不太敏感。而 OPA 则是面向全自动驾驶，是最有可能实现大规模量产的产品，因此要求也更高。
从宣布实现 16 线激光雷达量产、推出多激光雷达耦合方案，以及对外开放激光雷达点云算法，帮助自动驾驶从业者快速建立使用激光雷达感知环境的能力。这种「先站住、后站高、再赶超」的打法帮助速腾聚在与海外强敌的竞争中赢得越来越多的时间窗口，更重要的在本土市场形成了更多的先发优势和竞争壁垒。
在激光雷达这个竞争越来越激烈的赛道上，打造低成本、可量产、车规级的激光雷达几乎是速腾聚创在内所有希望基业永青从业者想要实现的梦想。但开发和量产激光雷达并不容易，对激光雷达公司而言，丰富的行业经验和可靠的技术保障产品能从实验室到客户手里很重要，能有节奏的进行一代又一代产品的迭代和创新更重要。
在邱纯潮看来，速腾聚创正在成为这样一家有能力交付也有能力持续创新的公司，本土激光雷达领域的领跑者和创新变量。
「我们在不断积累这方面的技术，发挥深圳高端制造的优势，降低（激光雷达）成本。我们希望将成熟的产品尽快量产交付到用户手中。现有的产品则会根据需求，快速反馈，进行迭代。」邱纯潮还强调他们软硬一体整体交付的服务理念，「因此我们也向客户开放了点云算法能力。这点会让我们和客户合作更加愉快」。
如果回顾 2017 年速腾聚创在激光雷达产品上的进展，这家激光雷达团队与某些同行不同的是，更加注重的是将实验室的技术转化为可落地的成果，而不是始终向外披露不能定型和量产的实验室产品。
激光雷达作为占据自动驾驶「半壁江山」的传感器，「量产和交付」是所有激光雷达公司在激烈竞争中安身立命的根本，这也是速腾聚创在本土自动驾驶传感器这条充满前景和想象空间的赛道上一直能领跑的关键。
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