和電動(dòng)汽車一樣，自動(dòng)駕駛也是汽車行業(yè)的下一輪發(fā)展重點(diǎn)。其中，光探測(cè)和測(cè)距，也即激光雷達(dá)（LiDAR），將是這場(chǎng)產(chǎn)業(yè)革命的重要一環(huán)。LiDAR是一種利用激光束脈沖測(cè)量距離的傳感技術(shù)。

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，自動(dòng)駕駛始于2004年3月舉行的第一屆美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局挑戰(zhàn)賽（DARPA Grand Challenge）。2005年，Velodyne LiDAR創(chuàng)始人David Hall參加了第二屆DARPA挑戰(zhàn)賽。Hall將自己的發(fā)明——3D實(shí)時(shí)LiDAR，引入了自動(dòng)駕駛，這種LiDAR傳感器能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量周圍360°環(huán)境中物體的距離信息。

從那之后，Velodyne成為了實(shí)時(shí)LiDAR領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，其系統(tǒng)幾乎涉及全球所有的自動(dòng)駕駛項(xiàng)目。此外，LiDAR還可以用于飛行的士、工業(yè)和科研應(yīng)用，包括無人機(jī)、測(cè)繪、先進(jìn)機(jī)器人、礦車、考古學(xué)、智能建筑和安防等。

Yole在其最新發(fā)布的《汽車和工業(yè)應(yīng)用的激光雷達(dá)－2019版》報(bào)告中預(yù)計(jì)，到2021年自動(dòng)駕駛汽車的總量將達(dá)到44000輛。LiDAR市場(chǎng)將因此受益，市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2018年的13億美元增長(zhǎng)到2024年的60億美元。其中，汽車應(yīng)用將占據(jù)LiDAR市場(chǎng)的70％份額。


2018～2024年LiDAR市場(chǎng)預(yù)測(cè)

數(shù)據(jù)來源：《汽車和工業(yè)應(yīng)用的激光雷達(dá)－2019版》

近日，Yole市場(chǎng)和技術(shù)分析師Alexis Debray和Pierrick Boulay近日有幸采訪了Velodyne業(yè)務(wù)發(fā)展總裁兼首席創(chuàng)意官M(fèi)arta Hall，以幫助大家更好地了解LiDAR和自動(dòng)駕駛革命的發(fā)展現(xiàn)狀，以及Velodyne未來的發(fā)展方向。

Alexis Debray（以下簡(jiǎn)稱AD）：您好！首先請(qǐng)您介紹一下Velodyne。

Marta Hall（以下簡(jiǎn)稱MH）：Velodyne成立于1983年，總部位于加利福尼亞州圣何塞（San Jose， California），以其突破性的LiDAR傳感器技術(shù)組合而聞名于世。Velodyne致力于為自動(dòng)駕駛和高級(jí)駕駛輔助（ADAS）系統(tǒng)供應(yīng)最智能、最強(qiáng)大的LiDAR解決方案。2005年，Velodyne創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官David Hall發(fā)明了實(shí)時(shí)LiDAR系統(tǒng)，徹底革新了汽車、新移動(dòng)、測(cè)繪、機(jī)器人和安防等領(lǐng)域的環(huán)境感知和自主性能。

Velodyne高性能系列產(chǎn)品包括廣泛的傳感解決方案，例如經(jīng)濟(jì)高效的Puck?，多功能的Ultra Puck?，非常適合Level 4級(jí)和5級(jí)自動(dòng)駕駛的Alpha Puck?，超廣角VelaDome?，針對(duì)ADAS 優(yōu)化的Velarray?，以及用于駕駛輔助的突破性軟件Vella?。

Pierrick Boulay（PB）：您能簡(jiǎn)單介紹一下Velodyne的LiDAR技術(shù)嗎？

MH：作為L(zhǎng)iDAR傳感器的全球領(lǐng)導(dǎo)者，Velodyne傳感器結(jié)合了無與倫比的遠(yuǎn)距離探測(cè)性能、高分辨率和寬視場(chǎng)，帶來清晰、細(xì)節(jié)豐富的周圍環(huán)境圖像，助力實(shí)現(xiàn)更可靠、更安全的自主導(dǎo)航。

LiDAR傳感器以極高的速率向周圍物體（如樹）發(fā)射激光脈沖（每秒數(shù)百萬個(gè)激光脈沖），然后，測(cè)量激光從物體反射到光探測(cè)器的時(shí)間。LiDAR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，這個(gè)測(cè)量過程可以實(shí)時(shí)用于非恒定物體，例如行人、騎自行車者和其他車輛等移動(dòng)物體。

基于飛行時(shí)間（Time of flight， ToF）原理，LiDAR實(shí)時(shí)計(jì)算與物體之間的距離，用數(shù)百萬個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)生成點(diǎn)云圖，點(diǎn)云是包含周圍物體距離測(cè)量值的一種復(fù)雜“地圖”。這個(gè)過程有點(diǎn)像對(duì)周圍環(huán)境“噴涂油漆”，以突顯物體，使其可識(shí)別，并展現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)。

Velodyne堅(jiān)固耐用的激光雷達(dá)具有8到128個(gè)激光束，以測(cè)量車輛周圍環(huán)境。激光束可以覆蓋360度的周圍環(huán)境，以完全“看清”車輛周圍的狀況，這對(duì)于人類駕駛員來說是不可能的。這意味著在自動(dòng)駕駛車輛中，將不存在可能導(dǎo)致碰撞的盲點(diǎn)或廣角危險(xiǎn)等典型問題。LiDAR能夠準(zhǔn)確識(shí)別最遠(yuǎn)300米距離的物體。這對(duì)于自動(dòng)駕駛車輛來說至關(guān)重要，因?yàn)樽詣?dòng)駕駛車輛需要能夠識(shí)別穿過道路的障礙物到底是紙袋還是小孩，以便瞬間做出準(zhǔn)確的決定。

全自動(dòng)駕駛汽車代表了超越目前汽車的巨大技術(shù)飛躍。LiDAR是自動(dòng)駕駛汽車安全運(yùn)行所必需的基礎(chǔ)傳感技術(shù)。

AD：近日Velodyne宣布了和尼康的合作，此次合作未來可以為雙方帶來哪些效益？

MH：具體合作細(xì)節(jié)將在六個(gè)月內(nèi)公布?，F(xiàn)在可以分享的是此次合作旨在將尼康的光學(xué)和精密技術(shù)與Velodyne的LiDAR傳感器技術(shù)相結(jié)合。兩家公司已經(jīng)開始調(diào)研廣泛、多方位的商業(yè)聯(lián)盟，包括技術(shù)開發(fā)和制造方面的合作。

Velodyne認(rèn)為，這種合作關(guān)系將有力加速LiDAR傳感器的制造和大規(guī)模生產(chǎn)，服務(wù)于自動(dòng)駕駛和先進(jìn)的全球安防市場(chǎng)。兩家公司擁有的先進(jìn)感知技術(shù)有著廣闊的前景，適用于廣泛的應(yīng)用，包括機(jī)器人、測(cè)繪、安防、穿梭車輛、無人機(jī)和道路安全等。

PB：Velodyne成功地縮小了LiDAR體積，在小巧的Alpha Puck中嵌入了128線激光，你們是怎么做到的？機(jī)械掃描方案是否已經(jīng)達(dá)到了最小尺寸極限？我們是否應(yīng)該使用MEMS等其它技術(shù)來進(jìn)一步縮小LiDAR尺寸？

MH：這些信息涉及了很多技術(shù)秘密。我們對(duì)LiDAR技術(shù)的領(lǐng)先地位和突破感到非常自豪，我們將持續(xù)投入創(chuàng)新，包括在體積／尺寸方面。同時(shí)，我們的LiDAR解決方案組合將不斷擴(kuò)展，以滿足LiDAR市場(chǎng)的所有需求。

AD：2019年1月，Velodyne和Veoneer宣布合作，您對(duì)雙方的合作有何期待？

MH：雙方的合作將有效降低數(shù)百萬臺(tái)LiDAR系統(tǒng)的生產(chǎn)和制造成本，并將支持我們與一家主要汽車OEM的合同。Veoneer正在利用Velodyne可擴(kuò)展的車規(guī)級(jí)LiDAR傳感器、核心3D軟件技術(shù)和專有的LiDAR專用集成電路（ASIC）引擎，開發(fā)并商業(yè)化汽車應(yīng)用的下一代LiDAR系統(tǒng)。兩家公司將為汽車市場(chǎng)提供優(yōu)化下一代經(jīng)濟(jì)型高性能LiDAR所需要的關(guān)鍵組件、技術(shù)、專有技術(shù)和其它知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

PB：哪家OEM合作伙伴會(huì)從這種伙伴關(guān)系中率先獲利？交通擁堵是否會(huì)成為當(dāng)前自動(dòng)駕駛功能的主要用例，或者，您預(yù)期還有哪些其它3級(jí)ADAS主要用例？

MH：我不能公開評(píng)論客戶或OEM的盈利能力。我們的LiDAR傳感器可以有效改善各種ADAS功能，包括車道保持輔助（LKA）、自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）、自適應(yīng)巡航控制（ACC）和盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)（BSM）等。我們的LiDAR解決方案將適用于所有級(jí)別的ADAS和自動(dòng)駕駛，以提高道路安全性。

AD：目前汽車LiDAR最重要的瓶頸是什么？如何解決？

MH：大規(guī)模生產(chǎn)車規(guī)級(jí)LiDAR傳感器是行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)。Velodyne在滿足這一需求方面處于領(lǐng)先地位。Velodyne內(nèi)部打造了全球第一條自動(dòng)化制造工藝，以大規(guī)模生產(chǎn)車規(guī)級(jí)LiDAR產(chǎn)品。Velodyne的制造工廠包括一座位于加利福尼亞州圣何塞的20萬平方英尺的超級(jí)工廠，利用了高度自動(dòng)化的機(jī)器人裝配技術(shù)來組裝一系列傳感器。這些革命性的制造系統(tǒng)全部由Velodyne自主開發(fā)，構(gòu)建了公司大規(guī)模生產(chǎn)的基礎(chǔ)。Velodyne還通過向一級(jí)供應(yīng)商Veoneer授權(quán)核心LiDAR技術(shù)，與一家世界級(jí)汽車制造商達(dá)成長(zhǎng)期、大批量制造協(xié)議，從而擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

PB：我們現(xiàn)在看到很多關(guān)于LiDAR的工業(yè)應(yīng)用，您如何看待這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的未來發(fā)展？

MH：Velodyne的傳感器已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用中的各種新技術(shù)，為農(nóng)業(yè)、建筑、伐木、海事、采礦、管道檢測(cè)和鐵路等領(lǐng)域提供安全和效率。LiDAR通過提供防碰撞、對(duì)象分析和識(shí)別，來幫助這些系統(tǒng)在自然環(huán)境中導(dǎo)航。這使它們能夠更好地了解所處的物理環(huán)境和周圍環(huán)境的變化，例如移動(dòng)的人和物體。這些新的工業(yè)系統(tǒng)只有實(shí)現(xiàn)可靠地復(fù)制，才能真正蓬勃發(fā)展。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須采用易于采購和批量供應(yīng)的商用組件。

Velodyne的實(shí)時(shí)3D LiDAR傳感器采用了應(yīng)用廣泛的905nm激光器和雪崩光電二極管。Velodyne 905nm LiDAR元件供應(yīng)基礎(chǔ)的廣度和規(guī)模，至少比其它類型的LiDAR技術(shù)高一個(gè)數(shù)量級(jí)。我們的許多板級(jí)和芯片級(jí)電子元件都是商用現(xiàn)貨（COTS），有助于降低新傳感器和退貨授權(quán)（RMA）維修的成本和交貨時(shí)間。

AD：目前Velodyne是3D實(shí)時(shí)LiDAR領(lǐng)域無可爭(zhēng)議的領(lǐng)導(dǎo)者，貴司將如何繼續(xù)保持領(lǐng)先地位？

MH：Velodyne是汽車行業(yè)出貨量最大的LiDAR傳感器供應(yīng)商，在全球擁有250多家客戶。我們強(qiáng)大的解決方案組合能夠滿足自動(dòng)駕駛和ADAS對(duì)LiDAR傳感器的所有需求，并且，我們致力于推動(dòng)創(chuàng)新以加強(qiáng)這一領(lǐng)先地位。作為DARPA挑戰(zhàn)賽的一部分，David Hall于2004年首次應(yīng)用車輛軟件。過去15年來，我們不斷為我們的LiDAR傳感器增添智能，實(shí)現(xiàn)各種LiDAR傳感功能，使我們的客戶能夠探測(cè)更多的物體，為汽車提供更精細(xì)的周圍環(huán)境視圖。例如，在最近的2019年消費(fèi)電子展（CES）上，我們推出了VelaDome?，一款緊湊型可嵌入式LiDAR，可提供180°x 180°超寬成像以避免近處物體；還有Vella?，一款與我們的LiDAR硬件專家密切合作開發(fā)的突破性軟件，可實(shí)現(xiàn)由我們的LiDAR單元驅(qū)動(dòng)的無縫集成ADAS解決方案。

PB：您認(rèn)為未來10年LiDAR行業(yè)將會(huì)如何發(fā)展？

MH：LiDAR技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和大規(guī)模生產(chǎn)，將推動(dòng)自動(dòng)駕駛和ADAS在未來幾年繼續(xù)成為主要的行業(yè)焦點(diǎn)。與大多數(shù)技術(shù)領(lǐng)域一樣，汽車領(lǐng)域的LiDAR市場(chǎng)格局最終也將發(fā)展為三大主要供應(yīng)商。而Velodyne肯定會(huì)成為這三家供應(yīng)商之一。其它兩家，仍有待確定。Velodyne還在調(diào)研LiDAR創(chuàng)新的下一個(gè)重磅應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)是什么，我們正在密切關(guān)注貨運(yùn)、智慧城市、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和安防等新興應(yīng)用領(lǐng)域。