在過去幾年間,如果你想購買激光雷達,就會發(fā)現(xiàn) Velodyne 的產(chǎn)品是獨此一家,畢竟當年自動駕駛挑戰(zhàn)賽上的激光雷達就是出自 Velodyne 的手筆。
不過最近幾年,激光雷達市場 Velodyne 一家獨大的優(yōu)勢正在逐步瓦解,一大批激光雷達新創(chuàng)公司開始崛起。此外,許多自動駕駛公司也走上了自主研發(fā)之路。
舉例來說,自動駕駛行業(yè)的領(lǐng)先者 Waymo 就投入大量精力和資金獨立開發(fā)了一整套傳感器系統(tǒng),而通用則花錢收購激光雷達新創(chuàng)公司 Strobe。正在為福特開發(fā)自動駕駛系統(tǒng)的 Argo AI 則收購了名為 Princeton Lightwave 的激光雷達新創(chuàng)公司。
Luminar 也是最新崛起的行業(yè)挑戰(zhàn)者,這家硅谷新創(chuàng)公司已經(jīng)得到了豐田的青睞,它還與另外三家制造商達成了合作協(xié)議。
近日,Luminar 再進一步,推出新款激光雷達,視場達到 120 度(足夠車輛前視視角使用,想獲得 360 度視場需要多按裝幾臺)。在完成首批 100 臺激光雷達的生產(chǎn)后,Luminar 準備好開足馬力進行量產(chǎn)了,而且一次就是幾千臺。如果一切順利,Luminar 將打響自動駕駛汽車廉價化“戰(zhàn)役”的第一槍。
“到今年年底,我們的產(chǎn)能就能滿足全球所有自動駕駛測試和開發(fā)用車的需要。”Luminar CEO Austin Russell 說道。和許多科技大佬一樣,他也是一位名校輟學生,Russell 17 歲從斯坦福大學退學后創(chuàng)辦了 Luminar。“激光雷達已經(jīng)不是光學博士們手工打造的稀有品了,是時候進入自動化量產(chǎn)階段了。”他說。
現(xiàn)在的 Luminar 已經(jīng)在奧蘭多有了一座占地 13.6 萬平方英尺的工廠(同時也是光學產(chǎn)業(yè)園),Luminar 的單臺激光雷達生產(chǎn)時間也從 1 天大幅縮減到了 8 分鐘。是不是覺得 Luminar 要用數(shù)量換質(zhì)量?
并非如此,Luminar 的量產(chǎn)產(chǎn)品不但重量少了 30%,功耗也大大降低,而且能一“眼”望到 250 米開外(此前是 200 米)。此外,量產(chǎn)版激光雷達探測低反射率物體的能力也有所增強。
2017 年,Luminar 的員工人數(shù)增加一倍,達到 350 人。同時,Russell 還請來了摩托羅拉的產(chǎn)品專家 Jason Wojack 執(zhí)掌硬件團隊。至于公司的制造工作,則由從哈曼(汽車零部件供應(yīng)巨頭)挖來的 Alejandro Garcia 負責。
現(xiàn)在的 Luminar 主要任務(wù)就是加速追趕對手。去年,Velodyne 新建激光雷達“超級工廠”,以進一步提升激光雷達產(chǎn)能。Velodnye 表示,如果工廠生產(chǎn)線滿負荷運行,年產(chǎn)百萬臺激光雷達完全沒有問題。不過,在這場爭奪戰(zhàn)中,強悍的制造能力不足以成為決定勝利天秤的砝碼。
激光雷達在精度上它比雷達高得多,在適用性上則比攝像頭更為廣泛。不過它卻有個致命弱點——價格太貴。
就拿 Velodyne 的產(chǎn)品線來說,一臺 64 線激光雷達要價 7.5 萬美元,都足夠買一臺入門級的特斯拉 Model X 。雖然大批量購買可以優(yōu)惠,但對于一輛車來說還是太貴,即使用在打車服務(wù)上恐怕很多年都難以收回成本。
作為業(yè)界新秀,Luminar 的解決方案看起來更花錢,因為它的接收器(就像人眼的虹膜)制造工藝會讓 激光雷達成本進一步攀高。在接收器中,Luminar 用銦鎵砷化物(InGaAs)替代了常用的硅,而這種新材料可比硅貴得多。
可能許多人會有疑問,為什么非要換材料?硅不能用嗎?
答案是能用,但無法滿足 Luminar 的技術(shù)標準。為了讓激光雷達看得更遠,激光就得有更大的功率。現(xiàn)在的激光雷達波長一般為 905 納米,這個波長屬于人眼不可見的范圍,但如果真的射到你的眼球,只要功率夠大,還是會傷害到虹膜。
如果想增加功率還不傷害人眼,就得使用 1550 納米的波長,而使用硅材料打造的接收器實現(xiàn)不了 1550 納米的波長,只能換用銦鎵砷化物。
所以,這是個選擇題,要么保成本犧牲探測距離,要么保探測距離犧牲成本優(yōu)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得多的銦鎵砷化物。這樣一來,Luminar 的激光雷達功率就比競品高了 40 倍,即使在極限暗光環(huán)境下它也能“看”到路上的物體,而且是在 250 米開外。對此,Russell 相當驕傲,因為業(yè)界還沒有公司能生產(chǎn)如此強悍的激光雷達。
為了節(jié)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,在開發(fā)芯片時Luminar 發(fā)現(xiàn)合作公司黑森林工程(Black Forest Engineering)與自己的研發(fā)方向密切相關(guān),于是干脆把這家公司招致麾下。
有了強大的設(shè)計團隊后,Luminar 決定自行解決銦鎵砷化物成本昂貴的問題。最后,這家公司不但做出了光電探測器,還一并把解析和傳遞信號的芯片也解決了。與此同時,接收器的成本也從數(shù)萬美元跌至驚人的——3 美元,直接打消了外界對其成本的憂慮。
“我們已經(jīng)可以直接拋棄那些昂貴的處理芯片了。”Russell 說。“我們自己生產(chǎn)專用集成電路(ASIC),只需要一丁點銦鎵砷化物。曾幾何時,業(yè)內(nèi)專家認為這樣的解決方案根本不能大規(guī)模量產(chǎn),但現(xiàn)在我們做到了,價格還非常低廉。”
不過 Russel 現(xiàn)在還不愿透露自家激光雷達的最終售價,但他表示客戶們都相當滿意,五年時間和七位數(shù)的投資算沒白花。
Luminar 的研發(fā)團隊還增加了接收器的“動態(tài)范圍”。就像你的瞳孔會根據(jù)光線情況不斷調(diào)節(jié)一樣,激光雷達 接收器也傾向于接收那些保持在某個強度的脈沖(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(接收強度更大的脈沖時)。“在研發(fā)過程中,爆掉的接收器簡直不計其數(shù)。”Russell 說。經(jīng)過不斷努力,Luminar 的接收器已經(jīng)能掌握各種不同強度的脈沖。
Russell 也信心滿滿的表示:“曾經(jīng)何時,人們只敢把目標放眼于測試車隊,但有了最新的激光雷達技術(shù),大家都可以放眼未來,去打造一個實用穩(wěn)健的硬件平臺,為未來的大規(guī)模部署做準備。”
此外他還指出,“這是一個準入門檻高,退出門檻也很高的賭注。就像我們的合作伙伴,雖然知道轉(zhuǎn)向我們的平臺需要大量的數(shù)據(jù)遷移和軟件堆棧的更新,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(yè)會繼續(xù)前進,不過穩(wěn)定的提升也會伴隨著強烈的焦慮感和不斷收緊的監(jiān)管,特別是 Uber 測試車的致命車禍發(fā)生后。
在鞏固現(xiàn)有成果的同時,Luminar 已經(jīng)開始新一代傳感器的研發(fā)了。Russell 透露稱,這款產(chǎn)品絕對適合消費級市場,并完全可以成為人人都買得起的產(chǎn)品。
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