造卫星的技术抢滩自动驾驶市场,你准备好了吗?

Robotruck想要成为现实,首先需要激光雷达行业突破“不可能三角”。

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作者|周峰

编辑|子钺

图源|探维科技

步入2022年,北美的图森未来面临美国审查,传出中国团队将会完全剥离另寻上市途径的消息。与此同时,国内的小马智行与文远知行在近期完成了D轮融资,估值创下新高,聚焦商用车领域的主线科技等玩家也纷纷开启了商业化验证的征程。

在Robotaxi与Robotruck的技术进展中,无人化验证无疑是自动驾驶商业化的重大里程碑。以安全员支出为主人力成本,仍然在自动驾驶的运营支出中占据主要部分。车辆行驶能否真正无人化,决定着自动驾驶行业是否能够产生收益,真正成为一门生意。

在中国,百度为首的Robotaxi团队已经开始在限定区域开始了无人化测试,主线科技为首的Robotruck也在公开道路上启动了常态化测试。过去人们常常认为中国在自动驾驶商业化方面进度不及美国,但业内人士看到的风景截然不同。主线科技CEO张天雷对创业邦表示,和美国较为粗放的监管模式不同,中国在自动驾驶政策方面,更多是以分阶段测试、验证的方式稳步推进。“这是个体系性的工作,中国肯定比美国快很多。”

目前,自动驾驶技术已经在乘用车与商用车的多个应用场景中落地,这些场景中有人车混流的市区,有开放环境的高速,还有诸如港口、矿山的特定封闭场景。不同场景的多样化环境,对于自动驾驶技术的发展提出了严苛的需求。

没有任何一家自动驾驶公司可以用一套解决方案跑通所有场景,同理,作为核心传感器的激光雷达,也没有任何一个产品可以满足所有需求。

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“三选二”:自动驾驶商业化的最后一道坎

在激光雷达行业中,高性能、高稳定性、低成本似乎是无法共存的“不可能三角”。能够实现长距离、高精度感知,并且通过车规级认证的激光雷达,成本往往居高不下;如果在成本预算上降低标准的话,就不得不在性能和稳定性中“二选一”。

以乘用车为例,相比依然在大面积使用机械式激光雷达的Robotaxi,车企对于激光雷达的选型往往更侧重产品的体积与稳定性,在ADAS和L2高级辅助驾驶功能的前提下,车企并不期望激光雷达可以替代摄像头的主传感器作用,但是却无法忍受超规格的安装尺寸以及失效的风险。

所以,我们看到已经官宣“上车”的激光雷达在外形上都比较小巧,但是在探测距离和视场角等参数上都做出了相应的妥协。

反观商用车领域,因为车型体积普遍偏大,对激光雷达的尺寸反而没有特定的要求,但是对性能、稳定和成本却提出了不输于乘用车,甚至更高的标准。

以干线物流场景为例,车辆需要在超远距离上探测前方环境,为紧急刹车预留下足够的空间和时间。而在港口货运环境下,车辆需要频繁定点停放、装卸货物,这也对传感器的精度提出了更高要求。

与此同时,在震动、天气和行驶距离方面,卡车元件的工况往往比乘用车恶劣。这也要求用于卡车的激光雷达,具有极强的稳定性。而元件成本的高低,更加决定了自动驾驶行业的发展速度。

换句话说,Robotruck虽然在落地前景上更加明朗,但要成为现实,首先需要激光雷达行业突破“不可能三角”,让高性能、高稳定性和低成本能够共存成为可能。

除此之外,无论用于乘用车还是卡车,激光雷达也仍然存在尚未解决的共性问题。技术路线不统一便是其中之一。目前市场上仍然并存着机械式、半固态、固态多条技术路线,尚没有形成统一的车载激光雷达技术标准。

而在算法层面,作为当前自动驾驶行业采用的主流,将摄像头、激光雷达、毫米波雷达等多传感器数据叠加,形成空间、时间同步的后融合算法,因为同步时滞和视角差异等问题,存在误检、漏检的情况。

种种阻碍下,高性能车规级激光雷达能否量产,成了自动驾驶卡车能否进入量产形成运力,实现商业化落地的瓶颈环节。

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造卫星的技术用在自动驾驶上,会怎样?

成立于2017年的探维科技,正是在国内努力突破高性能车规级激光雷达量产瓶颈,实现自动驾驶商业化落地的推动者之一。

2021年7月,这家公司在苏州建立了车规级激光雷达生产基地与测试标的中心。而在最近,探维科技CEO王世玮对创业邦披露,生产基地一期产线已经在2021年底完成了工艺调试和下线,并开始产能爬坡,与此同时二期产线也已经开始筹建。预计2022年底,该生产基地能够形成20万台高性能车规级激光雷达的年交付能力。

而此时距离公司完成亿元规模A轮融资,仅仅不到半年。

之所以能够开拓出破局之路,离不开团队多年的技术积累。据介绍,探维科技的创始团队源自清华大学精仪系,早在2008年时,就已经开始研发用于遥感卫星的激光雷达元件。从航天领域“降维”,团队找到了“不可能三角”的实现方法。

首先是技术路线。探维科技在核心器件的阵列化、集成化和芯片化方面下足功夫,自主研发了基于单轴转镜技术、面向量产的Array-based Line Scanning(ALS)平台,打造出了无须视场拼接,就能实现120°水平扫描,满足车规级要求的高线数混合固态激光雷达产品。

基于该平台打造的Scope、Tensor等多个系列的激光雷达产品,覆盖了16线——192线。特别是在2021深圳光博会上,发布的车规级192单元固态激光雷达,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。

更重要的是,凭借ALS平台,探维科技很好地控制住了激光雷达产品的物料成本、生产成本和调光难度。王世玮介绍,调光时间是影响激光雷达生产成本的主要因素。目前公司每台量产激光雷达的调光和组装时间,仅有10分钟。而未来,随着二期产线全面自动化,组装时间能缩短至3分钟。

与此同时,团队也运用研发卫星雷达项目的经验,在传感器的底层硬件层面上,实现了硬件级图像前融合,将摄像头和激光雷达的数据合二为一,输出时间同步、点云和像素点逐帧对应的数据。和后融合方案相比,硬件级图像前融合无需空间配准与时间同步的流程,自动驾驶研发团队几乎不用增加硬件成本,也无须投入更多算力用于融合修正和补偿。

通过平台化的量产能力,和硬件层面的前融合技术,探维科技在保证高性能、高稳定性的同时,有效降低了激光雷达的部署成本。更关键的是,这里的成本不仅来自硬件本身:前融合技术所节省下的算力资源、开发时间,让自动驾驶企业进一步提高了研发效率。

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新品的冰山一角,激光雷达的想象空间还有多大?

进入2022年,探维科技取得了突飞猛进的进展。王世玮向创业邦独家透露,目前Scope开辟了全新的产品线,可以为商用车自动驾驶提供高达192线的半固态激光雷达产品。更为重要的是,为了满足乘用车对尺寸的要求,探维科技为车企量身定制的新品“Duetto”也将在北京车展正式亮相。王世玮强调,新产品不仅在体积上完全满足车企的要求,在性能尤其是分辨率层面,将会达到行业第一梯队的水准。

据了解,探维科技已经和主线科技等自动驾驶公司和国内头部商用车企达成了定点合作,今年他们还会凭借新品的优势,快速切入乘用车市场。

在未来,探维科技将为商用车自动驾驶提供全套感知技术解决方案。在港口自动驾驶和干线物流自动驾驶领域,探维科技的64线—192线激光雷达产品,将用于上千辆量产自动驾驶重卡的精准探测和感知。

激光雷达的想象空间远不止于此。据王世玮介绍,在低速自动驾驶、无人物流、清洁、配送等领域,探维科技的激光雷达已经能够提供L4级别的无人导航、避障功能;而在智慧交通方面,智能ETC、车路协同、新能源和交通时间检测等场景,也是激光雷达的用武之地。从2020年开始,探维科技在智慧交通领域的年出货量就已经达到千台。

王世玮表示,实现商用车领域突破之后,公司未来会陆续披露更多前装定点量产车型上的进展。或许未来你购买的那辆车上,就有探维科技的激光雷达,在为你保驾护航。

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