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| 本文作者： Deeperblue | 2016-09-23 18:36 |
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隔三差五就有公司站出来说自己在做无人车。但这些技术的核心孰真孰假？哪些靠谱？阅读本文，你将看到：
为什么说激光雷达是无人车技术的关键？
激光雷达的商业版图该从哪里拼起？
深蓝盘点了 5 家激光雷达公司或技术提供商，它们或许是未来无人驾驶的救命稻草。
Uber 无人车最近挺火。
2016 年 9 月 14 日，Uber 无人车正式向公众开放。来自匹兹堡的 1000 名 Uber “忠实用户” 体验了 Uber 的无人车服务。
然而，美国密歇根大学同日公布的一项研究结果则表明，约 23% 的美国人明确表示自己不会乘坐无人驾驶汽车。
就在不久之前，Instagram 用户 “evelab” 在旧金山拍到了一辆正在路上跑着的 Uber 无人驾驶车。旧金山成为 Uber 无人车与 Google 无人车的第一个正面赛场。
网友“everlab”在旧金山街头拍到正在进行测试的 Uber 无人车。
加州是对无人车路测比较严格的州，然而似乎 Uber 在加州也拿到了测试拍照。
“我们不清楚这辆车正处于无人驾驶测试，还是有驾驶员开着。Uber 并没有宣布在旧金山有了路测牌照，” 美国《财富》网站在 2016 年 9 月 4 日这样报道，“但是看起来车顶的激光雷达正处于激活状态，它在不停地进行 360 度扫描。” 《财富》暗示人们，Uber 或许又开始做“非法”的事情了。
《财富》网站所说的激光雷达，就是照片中 Uber 无人车顶上那个类似全家桶的罐子，是分辨一辆车是普通车还是无人驾驶汽车的标志。激光雷达是无人车的“眼睛”，无人车要看得见，必须得靠它。
事实上，早在十年前，激光雷达就已在无人车上大显身手。
这事儿要从世界上第一场无人驾驶汽车挑战赛说起。2004 年 3 月 13 日，这场比赛在美国西南部莫哈韦沙漠举行，美国国防部高级研究计划局（DAPPA）在沙漠中铺设了 240 公里长的赛道，从加州的巴斯托一直延伸到内华达州的普里姆。
然而，参赛的无人车军团全军覆没，没有一支车队开完全程，参赛车辆不是抛锚就是被撞坏。DAPPA 宣布一百万美金的奖金轮空，来年再战。
第二年，来自斯坦福大学的团队，率先在无人车 “Stanely” 上使用激光雷达作为传感器，一路顺利披荆斩棘走到终点，并夺得冠军。两年的奖金加在一起，斯坦福的无人车团队拿了两百万美金。
由大众越野车改装而来的 Stanley 车顶上装有激光雷达。
不是所有人都知道这辆 Stanley 的历史性意义。斯坦福大学孕育了后来我们耳熟能详的无人车领域大牛，比如，被称为“无人车教父”的塞巴斯蒂安·特龙（Sebastian Thrun）。
更重要的是，这辆 Stanely 拿到冠军，正是使用了激光雷达作为传感器——这是激光雷达在无人车上的首次使用。
无人车没有驾驶员，想要看得见，必须采用传感器。目前，无人驾驶传感器的主流解决方案就是激光雷达。比如前文提到的 Uber 无人车，以及 Google 无人车，采用的传感器都是激光雷达。
激光雷达依靠激光遇到障碍后的折返时间，计算出相对距离，生成物体的 3D 轮廓，画出汽车周围环境的高精度地图，精度可达到厘米级。一枚激光雷达可以做到 360° 发射激光，从而达到 360° 扫描周围环境的效果。比如像下图这样：
随着无人车越来越火热，传统车企们也开始进入激光雷达的赌局。2016 年 8 月，福特宣布投资激光雷达界的顶梁柱 Velodyne。福特的首席技术官拉什·奈尔（Raj Nair）说：“我们将激光雷达视为关键。激光雷达具备强大的传感能力，可以作为雷达和摄像头的有益补充。” 福特的全自动无人车正在研发，预计 2021 年推出。
但也有人不相信无人车必须要用激光雷达，比如特斯拉的 CEO 伊隆·马斯克（Elon Musk）。
“总之我不是激光雷达的粉丝。” 2015 年 10 月，在某次媒体公开见面上，CEO 伊隆·马斯克（Elon Musk）说道：“我不认为大家需要激光雷达……你可以用摄像头加上一个前置雷达来实现一样的效果。我认为这样的组合（摄像头加前置雷达）完全可以替代激光雷达。”
马斯克说的前置雷达其实就是毫米波雷达。毫米波雷达和激光雷达的区别在于载波波长不同，毫米波雷达比激光雷达精度低、可视范围的角度也偏小，但毫米波雷达和摄像头这一对的组合，成本上远低于激光雷达。
事实上，大部分传统车企（如宝马、福特等）在自动驾驶这件事上，是用摄像头加毫米波雷达的组合的。和无人驾驶不同，自动驾驶必须有驾驶员在场，属于更低级别的智能驾驶。特斯拉的自动驾驶也是采用的摄像头加毫米波雷达。马斯克对激光雷达做出这样的判断，或许有自己的出发点。
激光雷达目前的瓶颈就是一个字：贵。举个例子，Google 无人车目前使用的激光雷达，售价高达 8 万美元。
要想把激光雷达成本压下去，无非通过三条路：
第一，用没那么好的激光雷达。比如用低线数激光雷达，配合其他传感器，组成低成本的感知系统。激光雷达的线上都是探测点，线越少代表着探测点越少、越不精准，同时成本更低。然而，低成本的感知系统意味着对无人车本身的计算能力有更高的要求。
第二，把产量提上去实现规模效应。 2015 年年初，激光雷达的主要厂商 Velodyne 宣布接到了福特激光雷达的大订单。 总裁麦克·耶伦说，“如果一次性大量购买 VLP 32（注：Velodyne 的一款新激光雷达），比如说，100 万台，那么这款激光雷达的单品售价会降至 350~500 美元之间。” 然而，事实上，整个 2015 年，Velodyne 出货量不到 5000 台。在无人车普及之前，看上去这条路也行不通。
第三，用一种叫做固态激光雷达的东西。激光雷达中，最昂贵的成本是机械旋转部件，如果把这个部件替换为电子设备，就是固态激光雷达——这似乎是一条可行的路。
机械式的激光雷达，带有旋转部件，水平视角能够达到 360°。而固态式的激光雷达，没有旋转部件，水平视角小于 180°——一个雷达不够，多加几个就行了，可视范围也能一样。
固态激光雷达的出现，能一次性解决两个问题：体积和成本。机械式激光雷达的旋转机械部件又贵又占地方。而固态激光雷达抛弃机械部件，转用电子扫描代替，因而体积更小，更易在车内集成， 并且成本更低。举个例子，美国新兴激光雷达公司 Quanergy 开发的固态激光雷达，计划 2017 年底量产，媒体公开材料上说，单个售价仅 250 美元。
在激光雷达的版图上，原本只有一些老牌公司如瑞士 Leica 致力于为飞机制作激光雷达。感谢无人车市场的蓬勃兴起，一些针对无人车的激光雷达企业应运而生，比如：美国的 Velodyne、Quanergy、 TriLumina，德国的 Ibeo、以色列的 Innoviz、加拿大的 LeddarTech。
而中国本土的激光雷达企业，与国外相比在技术上仍有较大差距，拥有核心技术的不多。限于技术难点和硬件成本高，多数企业主要代理生产，或者“贴牌” 生产。总体来说，国产低精度的激光雷达在无人驾驶这类高端市场动静不大，反而在扫地机器人这类中低端市场取得了突破。
深蓝选择了国外的一些代表性新兴激光雷达企业，作为盘点与大家分享。这些企业都拥有成熟的激光雷达产品，或者是能提供相对先进的激光雷达技术。
在激光雷达领域，Velodyne 最资深。 2007 年第三届比无人车挑战赛最终完赛的 6 支车队中，有 5 支使用的是 Velodyne 生产的 64 线激光雷达，包括最终的冠亚军卡内基梅隆大学车队与斯坦福车队。
Velodyne 官网，激光雷达产品展示。
Velodyne 老本行其实是做专业音响。2016 年年初，激光雷达这条业务线剥离出来，自成 Velodyne LiDAR 公司，目前有包括 Velodyne 16、32、64 线雷达三个系列，已与 25 个不同的无人驾驶汽车项目合作。
福特汽车公司与 Velodyne 的合作已超过 10 年，在 2016 的 CES 展览上，Velodyne 借福特的展台展示了他们最新的产品：新型固态混合激光雷达 Solid-State Hybrid Ultra Puck Auto。这项产品的尺寸与之前 16 线的差不多，但线数翻倍，可以满足大多数无人驾驶场景的要求。
在融资方面，2016 年 8 月 16 日 Velodyne 宣布获得由福特与百度的总金额为 1.5 亿美元联合投资。Velodyne 创始人大卫·海尔（David Hail）说到，Velodyne LiDAR 将把资金主要用于研发下一代无人驾驶技术所需的激光雷达——这款产品或许就是固态激光雷达。
至于关键的价格问题，Velodyne 亚洲区市场总监翁炜 2016 年 8 月初在自动驾驶汽车开发及测试技术研讨会上承诺：“如果明年能拿到一百万订单，我立刻就可以给到 500 美金的单价。”
这家位于硅谷中心地区桑尼维尔市的初创公司成立于 2012 年年底。虽然只有三岁，却造出了全球第一款固态激光雷达。
这款产品 S3 在 2016 年年初的 CES 上首次亮相，尺寸与 Velodyne 产品差不多。不同的是，Quanergy 取消了昂贵的机械旋转形式，售价仅为 200 美元，和 Google 所用的 8 万美元的激光雷达相比，简直是白菜价。并且 Quanergy CTO 杰夫·欧文斯（Jeff Owens）表示，S3 的价格还有下降空间，未来会低于 100 美元。
Qunergy 官网。
Quanergy 固态激光雷达的关键技术 “相控阵激光雷达技术” ，正是创始人罗伊·艾尔达达（Louay Eldada）在哥伦比亚大学的博士研究课题。而另一位创始人于天越来自中国，曾是光伏企业 Nanosolar 的首席科学家。
在融资方面，2015 年 Quanergy 获得全球最大汽车零部件供应商之一德尔福（Delphi）的战略投资，后者收购了 Quanergy 的部分股权。2016 年 8 月，Quanergy 获得了 9000 万美金新一轮融资，由森萨塔科技（Sensata Technologies）领投，德尔福、三星风投等多家公司跟投。
与 Quanergy 有大量合作事宜的企业目前已有如下这么多：谷歌、苹果、IBM、博世、奥迪、福特、戴姆勒等。
这家成立于 2016 年初的以色列初创公司，目标是造出价格在 100 美元以下的固态激光雷达。
为了实现相比市场价格 800 倍的成本紧缩，Innoviz 计划削减激光雷达的构成部件。这款终极产品将会非常小，体积是 Velodyne 64 线雷达体积的百分之一。
Innoviz 官网首页，主打无人驾驶雷达。
2016 年国际消费类电子产品展览会（CES）上，Innoviz 的CEO 奥米尔 · 凯拉夫（Omer Keilaf）接受电气电子工程师学会（IEEE）采访时说到：“ 2016 年底 Innoviz 将推出一成本较高、体积较大的过渡产品。Innoviz 将于 2017 年将成本压缩成 250 美元， 而 100 美元的终极版本有望于 2018 年年中发布。”
Innoviz 于 2016 年 8 月 8 日完成了一笔 900 万美元的 A 轮融资。投资方之一有 “以色列比尔 · 盖茨” 之称的企业家左哈尔 · 齐赛佩尔（Zohar Zisapel）。
Innoviz 的三位联合创始人：CEO 奥米尔 · 凯拉夫、研发 VP 奥伦 · 罗森茨魏希（Oren Rosenzweig） 以及 CTO Amit Steinberg，都曾服役于以色列国防军情报机构的精英技术部门——这在以色列的科技创业中，是一个典型例子：以色列国防军精英部门的军人在接受战场的洗礼之后出来创业。
CEO 凯拉夫在创立 Innoviz 之前，曾带领团队研发了世界上第一款应用在手机上的手持分子传感器，这款产品被福布斯评选为 “ 2014 年五大创新技术” 之一。
LeddarTech 成立于 2007 年，脱胎于加拿大国家光学与光子学研究所。LeddarTech 持有专利传感器技术，可为激光雷达提供先进的探测与测距系统。
LeddarTech 独创了一套算法，可在多种恶劣环境条件下探测环境中的各种物体，同时探测距离较高。此外，光学部件通常不便宜，而在 Leddar 的设计中，激光雷达传感器削减了部分光学部件的使用，并且采用便宜的红外线做光源，降低了成本。
LeddarTech 激光雷达性能的介绍。
LeddarTech 商业路线独特。CEO 查理斯 · 布兰杰（Charles Boulanger）在传感器会展上接受采访说到：“ LeddarTech 跟别的激光雷达厂商不一样。我们不做适用于所有场景、所有车型的激光雷达。我们只提供技术，卖芯片集。”
2016 年中法国汽车零部件供应商法雷奥（Valeo）上门合作，用 LeddarTech 的芯片集，合作开发号称 “最便宜的激光雷达传感器”。
这家位于美国新墨西哥州的初创公司成立于 2010 年。前身是美国桑迪亚国家实验室，TriLumina 为激光雷达提供光源。
TriLumina 设计制造的近红外发射器面积虽然只有指甲盖那么大，但可以释放 5 千瓦的光能，相当于 80 盏远光灯。并且，它采集到的信息还能快速传回：TriLumina 将传输速度提到了每秒 10 G，相当于普通家庭 WiFi 速度的 500 倍。TriLumina 的激光器产品 VESEL 可以同时解决深度遥感与数据传输两大问题，可以帮自动驾驶汽车省下几个激光雷达。上述产品计划将于 2017 年投入市场。
TriLumina 官网。
TriLumina 前 CEO 科克 · 奥提斯（Kirk Otis）曾在 2015 全球汽车博览会上受采访说到，TriLumina 能在未来几年中制造出售价仅为 60 美元的激光器，相当于目前价格的百分之一。
此外，TriLumina 激光器作为一种平台技术，还能拓展到一系列扫描应用场景，如机器人、工业和家庭应用领域的 3D 深度遥感、通过手势作为人机接口和红外感应等。
在融资方面，TriLumina 的资金来源较为多样：除了包括 Stage 1 Ventures、Cottonwood Technology Fund、Sun Mountain Capital 等在内的风险投资公司外，TriLumina 还获得了全球工程机械领域巨头卡特彼勒（Caterpilla ）与全球最大汽车电子供应商之一电装公司（Denso）的战略投资。
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