Velodyne 的對手又多了個狠角色,Luminar 要在光學雷達界大殺四方?

作者 | 發布日期 2018 年 04 月 17 日 8:30 | 分類 光電科技 , 汽車科技 , 自駕車 follow us in feedly

過去幾年,如果你想買光學雷達,會發現 Velodyne 的產品獨此一家,畢竟當年自動駕駛挑戰賽中的光學雷達就是出自 Velodyne 手筆。



不過最近幾年,光學雷達市場 Velodyne 一家獨大的優勢正在逐步瓦解,一大批光學雷達新創公司開始崛起。此外,許多自動駕駛公司也走上自主研發之路。

舉例來說,自動駕駛業的領先者 Waymo 就投入大量精力和資金獨立開發了一整套感測器系統,通用則花錢收購光學雷達新創公司 Strobe。正在為福特開發自動駕駛系統的 Argo AI 則收購名為 Princeton Lightwave 的光學雷達新創公司。

Luminar 也是最新崛起的行業挑戰者,這家矽谷新創公司得到豐田的青睞,還與另外三家製造商達成合作協議。

近日,Luminar 再進一步,推出新款光學雷達,視野達 120 度(足夠車輛前視角使用,想獲得 360 度視野需要多裝幾台)。完成首批 100 台光學雷達的生產後,Luminar 準備好開足馬力量產了,且一次就是幾千台。如果一切順利,Luminar 將打響自動駕駛車廉價化「戰役」的第一槍。

「到今年底,我們產能就能滿足全球所有自動駕駛測試和開發用車的需要。」Luminar CEO Austin Russell 說。和許多科技大佬一樣,他也是名校輟學生,Russell 17 歲從史丹佛大學退學後創辦了Luminar。「光學雷達已經不是光學博士手工打造的稀有品了,是時候進入自動化量產階段了。」他說。

現在 Luminar 已在奧蘭多有一座佔地 13.6 萬平方英尺的工廠(同時也是光學產業園),Luminar 的單台光學雷達生產時間也從一天大幅縮減到 8 分鐘。是不是覺得 Luminar 要用數量換質量?

並非如此,Luminar 的量產產品不但重量少了 30%,功耗也大大降低,且能一「眼」望到 250 公尺開外(之前是 200 公尺)。此外,量產版光學雷達探測低反射率物體的能力也有增強。

2017 年,Luminar 的員工人數增加一倍,達到 350 人。同時,Russell 還請來摩托羅拉的產品專家 Jason Wojack 執掌硬體團隊。至於製造工作,則由從哈曼(汽車零部件供應巨頭)挖來的 Alejandro Garcia 負責。

現在 Luminar 主要任務就是加速追趕對手。去年,Velodyne 新建光學雷達「超級工廠」,以進一步提升光學雷達產能。Velodnye 表示,如果工廠生產線滿負荷運行,年產百萬台光學雷達完全沒問題。不過在這場爭奪戰中,強悍的製造能力不足以成為決定勝利天秤的砝碼。

光學雷達在精準度比雷達高得多,在適用性則比鏡頭更廣泛。不過它卻有個致命弱點──價格太貴。

就拿 Velodyne 的產品線來說,一台 64 線光學雷達要價 7.5 萬美元,都夠買一台入門特斯拉 Model X 了。雖然大批量購買有優惠,但對一輛車來說還是太貴,即使用在叫車服務恐怕很多年都難以收回成本。

身為業界新秀,Luminar 的解決方案看起來更花錢,因為接收器(就像人眼的虹膜)製造工藝會讓光學雷達成本進一步攀高。在接收器中,Luminar 用銦鎵砷化物(InGaAs)替代常用的矽,而這種新材料可比矽貴得多。

可能許多人會有疑問,為什麼非要換材料?矽不能用嗎?

答案是能用,但無法滿足 Luminar 的技術標準。為了讓光學雷達看得更遠,光學得有更大的功率。現在光學雷達波長一般為 905 奈米,這個波長屬於人眼不可見的範圍,但如果真的射到你眼球,只要功率夠大,還是會傷害虹膜。

如果想增加功率還不傷害人眼,就得使用 1,550 奈米波長,而使用矽材料打造的接收器達不到 1,550 奈米波長,只能換用銦鎵砷化物。

所以,這是個選擇題,要麼保成本犧牲探測距離,要麼保探測距離犧牲成本優勢。

在 Russell 看來,探測距離更重要,因此他毅然決然選擇了成本高的銦鎵砷化物。這樣一來,Luminar 的光學雷達功率就比競品高了 40 倍,即使在極限暗光環境下也能「看」到路上的物體,且是在 250 公尺外。對此 Russell 相當驕傲,因為業界還沒有公司能生產如此強悍的光學雷達。

為了節約資金,Luminar 只能盡量減少銦鎵砷化物的用量,把好鋼用在刀刃上。機緣巧合的是,開發晶片時 Luminar 發現合作公司黑森林工程(Black Forest Engineering)與自己的研發方向密切相關,於是乾脆把這家公司招至麾下。

有了強大的設計團隊後,Luminar 決定自行解決銦鎵砷化物成本昂貴的問題。最後,這家公司不但做出光電探測器,還一並把解析和傳遞訊號的晶片也解決了。與此同時,接收器的成本也從數萬美元跌至驚人的 3 美元,直接打消了外界對成本的憂慮。

「我們已經可以直接拋棄那些昂貴的處理晶片了。」Russell 說。「我們自己生產專用積體電路(ASIC),只需要一丁點銦鎵砷化物。曾幾何時,業界專家認為這樣的解決方案根本不能大規模量產,但現在我們做到了,價格還非常低廉。」

不過 Russel 現在還不願透露自家光學雷達的最終售價,但他表示客戶都相當滿意,五年時間和七位數的投資算沒白花。

Luminar 的研發團隊還增加了接收器的「動態範圍」。就像瞳孔會根據光線情況不斷調節一樣,光學雷達接收器也傾向接收那些保持在某個強度的脈衝(光子飛行的距離越遠,強度就越弱)。

如果工程師要保住那些遠距離飛行的光子,可能就會導致接收器燒掉(接收強度更大的脈衝時)。「研發過程中,爆掉的接收器簡直不計其數。」Russell 說。經過不斷努力,Luminar 的接收器已能掌握各種不同強度的脈衝。

Russell 信心滿滿的表示:「曾經何時,人們只敢把目標放眼於測試車隊,但有了最新的光學雷達技術,大家都可以放眼未來,打造一個實用穩健的硬體平台,為未來的大規模部署做準備。」

此外他還指出,「這是一個進入門檻高,退出門檻也很高的賭注。就像我們的合作夥伴,雖然知道轉向我們的平台需要大量數據遷移和軟體堆棧更新,但大家依然義無反顧,因為勝利才是大家的終極目標。」

Russell 認為,未來一段時間,整個自動駕駛行業會繼續前進,不過穩定提升也會伴隨著強烈的焦慮感和不斷收緊的監管,特別是 Uber 測試車的致命車禍發生後。

在鞏固現有成果同時,Luminar 已開始新一代感測器的研發了。Russell 透露稱,這款產品絕對適合消費級市場,並完全可以成為人人都買得起的產品。

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:Luminar