不知不覺(jué)間,從1960年第一臺(tái)激光器到現(xiàn)在,六十年彈指一揮間,激光雷達(dá)從最初的遠(yuǎn)程測(cè)距到眼科檢查,再到推動(dòng)掃地機(jī)器人進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)。自動(dòng)駕駛時(shí)代的到來(lái),激光雷達(dá)更是站到了舞臺(tái)的正中央。
在自動(dòng)駕駛需求的推動(dòng)下,激光雷達(dá)技術(shù)將出現(xiàn)指數(shù)性的進(jìn)步。
誰(shuí)也不知道將來(lái)會(huì)有什么樣的殺手級(jí)應(yīng)用。我們唯一能確定的就是,高性?xún)r(jià)比的激光雷達(dá),將會(huì)提升我們感知這個(gè)世界的能力,讓這個(gè)世界變得更美好。
原理
所謂雷達(dá),就是用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備。激光雷達(dá),顧名思義就是以激光來(lái)探測(cè)目標(biāo)的雷達(dá)。
談到激光雷達(dá),當(dāng)然首先離不開(kāi)激光的歷史。
早在1916年,愛(ài)因斯坦就發(fā)現(xiàn)了激光的原理。簡(jiǎn)單的說(shuō),就是原子中的電子從高能級(jí)落到低能級(jí)的時(shí)候,就會(huì)以光子的形式釋放能量。從某種意義上說(shuō),這可以理解成一種形式的“燃燒”。
理論上并不復(fù)雜,但第一臺(tái)真正意義上的激光器,卻要到1960年,也就是44年后才出現(xiàn)。因?yàn)檫@種形式的“燃燒”,需要的材料和觸發(fā)條件,都不好實(shí)現(xiàn)。
1960年7月,美國(guó)休斯實(shí)驗(yàn)室的西奧多·梅曼,發(fā)明了人類(lèi)歷史上第一臺(tái)激光器。為了達(dá)到“燃燒”所需要的條件,他用高強(qiáng)閃光燈管,來(lái)激發(fā)紅寶石,最終促成了真正意義上的激光的出現(xiàn)。
激光器發(fā)明后的第二年,也就是1961年,科學(xué)家們就提出了激光雷達(dá)的設(shè)想。因?yàn)榧す飧走_(dá),處于同一個(gè)圖譜上,正常人都會(huì)往這邊想。
根據(jù)我們高中畢業(yè)之后僅剩不多的物理記憶,我們知道光速=3*108米/秒,我們還知道,無(wú)線電波、微波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線這些,本質(zhì)上都是一種電磁波,那么就有下面的公式:
波長(zhǎng)*頻率=光速
波長(zhǎng)越長(zhǎng),頻率越低,這兩者反方向變化。從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā),波長(zhǎng)越長(zhǎng),繞射的能力越強(qiáng),但是因?yàn)轭l率低,貫穿的能力就弱。
比如我們?cè)诒本蜷_(kāi)收音機(jī)就能聽(tīng)到的北京交通廣播FM103. 9MHz,代表的就是波長(zhǎng)約3米的電磁波(光速除以頻率就是波長(zhǎng)),屬于短波電臺(tái),傳播覆蓋區(qū)域一般,主要覆蓋北京;而中央人民廣播電臺(tái)的頻率是1.008MHz,波長(zhǎng)就延伸到300米左右,繞射能力更強(qiáng),可以對(duì)整個(gè)大中華地區(qū)進(jìn)行廣播。
波長(zhǎng)的另一個(gè)極端是X射線γ射線,傳播能力很弱,但貫穿力極強(qiáng),X光射線可以用來(lái)做胸透,γ射線威力最大,可以直接殺傷細(xì)胞,通常用于工業(yè)探傷。
利益是最好的老師,一二次世界大戰(zhàn)催生了雷達(dá)的發(fā)明和快速進(jìn)化,最早的雷達(dá)波長(zhǎng)是23厘米,后來(lái)火控雷達(dá)出現(xiàn),波長(zhǎng)降到1-5厘米,一直到今天,該區(qū)段都是雷達(dá)波長(zhǎng)的主流區(qū)域。
并不是所有的電磁波都可以產(chǎn)生激光。沿著電磁波的頻率圖往右走,與雷達(dá)波相鄰的紅外線、可見(jiàn)光和紫外線,都可以發(fā)出激光。既然我們用厘米波制作雷達(dá),那么順理成章的激光也可以做雷達(dá),這就是激光雷達(dá)的理論依據(jù)。
而且,雷達(dá)就是發(fā)出電磁波,同時(shí)接收反射回的電磁波,通過(guò)兩者的時(shí)間和波形變化來(lái)對(duì)周邊環(huán)境建模。激光雷達(dá)無(wú)非就是把原來(lái)的厘米波換成激光,各種算法都是現(xiàn)成的。
從這里你就可以發(fā)現(xiàn),激光雷達(dá)的技術(shù)基本上就是從軍用雷達(dá)技術(shù)上平移過(guò)來(lái)的。沒(méi)有軍用雷達(dá)技術(shù)的國(guó)家,激光雷達(dá)技術(shù)必然也不會(huì)高,因?yàn)槎叩脑砗退惴ù蟛畈徊?,沒(méi)有軍用雷達(dá)技術(shù)做底子,激光雷達(dá)想都不用想。
激光器已經(jīng)發(fā)明,雷達(dá)的算法都是現(xiàn)成的,我們看到了激光雷達(dá)摩拳擦掌,就要在這個(gè)世界大展拳腳了。
第一束光
凡事都怕但是。
稍有姿色,稍有才華,都是蠻尷尬的事情。會(huì)在無(wú)數(shù)個(gè)時(shí)刻,你站在一級(jí)臺(tái)階上,自以為窺見(jiàn)了天光。
激光雷達(dá)也是這樣。
直來(lái)直去的激光指向性強(qiáng),在150米范圍內(nèi)可以很清晰的對(duì)外在環(huán)境進(jìn)行二維和三維建模,但是超過(guò)300米以上,還有在大霧雨雪等極端天氣下,激光雷達(dá)就變得精確度感人。
所以,激光雷達(dá)很長(zhǎng)一段時(shí)間,干的都是直來(lái)直去一竿子捅到底的活,那就是測(cè)距。1967年7月,美國(guó)人進(jìn)行了第一次載人登月飛行,就在月球上安裝了一個(gè)發(fā)射裝置用于測(cè)算地球和月球的距離。
因?yàn)榧す獾奶匦裕す饫走_(dá)發(fā)展了自己的副業(yè),那就是在軍事上為炸彈定位。飛機(jī)發(fā)射激光照射目標(biāo),同時(shí)投擲激光制導(dǎo)炸彈對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)飛行,用激光隨時(shí)修正自己的飛行路線,精確度非常高。
激光制導(dǎo)炸彈最早亮相于1972年4月的越南戰(zhàn)爭(zhēng),美軍用了七年,損失了十?dāng)?shù)架飛機(jī),都沒(méi)有炸掉的清化大橋,僅僅經(jīng)過(guò)兩次轟炸,耗費(fèi)20枚激光制導(dǎo)炸彈,就將清化大橋從地圖上抹掉。相對(duì)普通航彈,激光制導(dǎo)炸彈顯示了極高的費(fèi)效比。
副業(yè)擠掉了主業(yè),小三上位。但時(shí)間之長(zhǎng)誰(shuí)也想不到,這個(gè)副業(yè),激光雷達(dá)一干就是二十多年。
我們常說(shuō),萬(wàn)物皆有裂痕,那是光照進(jìn)來(lái)的地方。
對(duì)激光雷達(dá)來(lái)說(shuō),漫漫黑夜里的第一束光,來(lái)自于意想不到的地方,那就是眼科。
很久以來(lái),眼科醫(yī)生一直希望能對(duì)患者的眼球做一個(gè)清晰的三維模型,從中發(fā)現(xiàn)可能的病變。但是傳統(tǒng)的B超、X光都有自己的缺點(diǎn)。由于眼球本身的特殊結(jié)構(gòu),從眼角膜一直到最后的視網(wǎng)膜,都是透明的,可見(jiàn)光可以無(wú)阻礙的進(jìn)入。這就為激光雷達(dá)的使用奠定了基礎(chǔ)。
這個(gè)技術(shù)的名字聽(tīng)起來(lái)讓人一頭霧水,叫光學(xué)相干斷層掃描,英文簡(jiǎn)稱(chēng)OCT,核心原理就是用激光雷達(dá)抵近患者眼球進(jìn)行掃描建模。
第一臺(tái)OCT是由卡爾·蔡司公司在1997年推向市場(chǎng)的,發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)化到第3-5代,具體來(lái)說(shuō),就是利用波長(zhǎng)從900納米到1325納米的紅外激光,對(duì)患者的眼球進(jìn)行掃描,根據(jù)反射光線對(duì)眼球進(jìn)行三維建模。
因?yàn)榧す饫走_(dá)對(duì)于近距離的物體掃描精度很高,因此這個(gè)應(yīng)用非常成功,在眼科的一線醫(yī)療上得到了迅速的普及,目前已經(jīng)成為眼科的常規(guī)檢查方式之一。
但OCT這個(gè)應(yīng)用畢竟很小眾,市場(chǎng)也不大,直到今天,中國(guó)OCT市場(chǎng)規(guī)模都不到10億人民幣這個(gè)數(shù)量級(jí)。激光雷達(dá)市場(chǎng),迫切需要?dú)⑹旨?jí)的應(yīng)用出現(xiàn)。
走入尋常百姓家
時(shí)間順流而下,又是十年過(guò)去了。
轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在一個(gè)意想不到的小家電上,那就是現(xiàn)在已經(jīng)很常見(jiàn)的掃地機(jī)器人。
第一款真正意義上的掃地機(jī)器人其實(shí)在1996年就已經(jīng)出現(xiàn)了,伊萊克斯公司推出了世界第一款掃地機(jī)器人三葉蟲(chóng),價(jià)格昂貴,問(wèn)題多多,面世之后市場(chǎng)一直反響平平,遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到可以量產(chǎn)的規(guī)模。
直到2002年,美國(guó)的軍用機(jī)器人公司iRobot嘗試將機(jī)器人技術(shù)與掃地功能相結(jié)合,第一款量產(chǎn)的掃地機(jī)器人Roomba 400就這么出現(xiàn)了。一經(jīng)投入市場(chǎng)之后即大受歡迎,當(dāng)年就銷(xiāo)售出去將近10萬(wàn)臺(tái)。但哪怕是iRobot這種,在軍用機(jī)器人技術(shù)方面頂尖的老鳥(niǎo),嘗試進(jìn)入小家電這種民用產(chǎn)品時(shí)也是踩了不少坑。
雖然一開(kāi)始推出的掃地機(jī)器人很受歡迎,但離大部分人認(rèn)為的“好用”,還有相當(dāng)?shù)木嚯x。最常見(jiàn)的抱怨就是,“經(jīng)常掃的地方來(lái)回走,有的地方又干脆不掃”,“我家的掃地機(jī)走位風(fēng)騷,撲朔迷離”。這造成了iRobot足足用了8年,年銷(xiāo)量才從2002年的10萬(wàn)臺(tái)左右,提升到2010年的100萬(wàn)臺(tái)。大量的掃地機(jī)器人買(mǎi)來(lái)之后就被放在墻角吃灰。
痛點(diǎn)就是需求,需求就意味著市場(chǎng)。為了解決機(jī)器人的掃地效率問(wèn)題,2010年,Neato公司把激光雷達(dá)安在了掃地機(jī)器人上面,推出了Neato XV-11,這個(gè)革命性的突破,正式拉開(kāi)了掃地機(jī)器人普及的序幕。
上面這個(gè)凸起,就是激光雷達(dá)。激光雷達(dá)通過(guò)一個(gè)可以360度旋轉(zhuǎn)的激光發(fā)射裝置對(duì)地面障礙物進(jìn)行測(cè)距,從而完成地面建模,配合SLAM(simultaneous localization and mapping,同步定位與建圖)算法,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地面的“全局規(guī)劃式”清掃,首次實(shí)現(xiàn)了大部分人理解的“好用”。
以往的掃地機(jī)器人采取的是隨機(jī)式清掃模式,既然是隨機(jī),那效率和結(jié)果當(dāng)然也是隨機(jī)的,正如上面左圖,存在著多處折返,還有盲區(qū),效率比較低,而加裝了激光雷達(dá)采取了全局規(guī)劃式清掃模式后,不但不存在盲區(qū),由于知道自己的位置,不會(huì)重復(fù)清掃,效率也大大提升,所用的時(shí)間大約只有隨機(jī)式清掃的四分之一左右。
Neato公司的獨(dú)創(chuàng)性除了把激光雷達(dá)安在掃地機(jī)器人上,最關(guān)鍵的突破是在量產(chǎn)上。當(dāng)時(shí)的激光雷達(dá)應(yīng)用很少,價(jià)格很高,一個(gè)激光雷達(dá)比一個(gè)掃地機(jī)器人還貴。Neato公司從簡(jiǎn)單夠用出發(fā),剔除一切不必要的結(jié)構(gòu),將單個(gè)激光雷達(dá)的成本控制在30美元以?xún)?nèi),為激光雷達(dá)掃地機(jī)器人快速推廣做出了最重要的貢獻(xiàn)。
第一個(gè)吃螃蟹總是值得尊重,Neato公司的成功向大家展示了這個(gè)市場(chǎng)巨大的潛力和肉眼可見(jiàn)的突破門(mén)檻的路徑,各個(gè)企業(yè)一擁而上,各類(lèi)創(chuàng)新層出不窮,掃地機(jī)器人這個(gè)果子,已經(jīng)熟透,可以摘了。
如果我們用今天的眼光來(lái)看,掃地機(jī)器人,就是低配版的自動(dòng)駕駛。今天的掃地機(jī)器人,超聲波雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)都已經(jīng)出現(xiàn),就連毫米波雷達(dá),也已經(jīng)有廠商在導(dǎo)入。掃地機(jī)器人,跟自動(dòng)駕駛,無(wú)非是路徑規(guī)劃的不同,要解決的問(wèn)題都是一樣的。
自動(dòng)駕駛時(shí)代
如果說(shuō)掃地機(jī)器人讓激光雷達(dá)看到了黎明的希望,那自動(dòng)駕駛,就是激光雷達(dá)冉冉升起的一輪朝陽(yáng)。
自從1995年,卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的兩名研究員初步實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)歷史上的第一次半自動(dòng)駕駛之后,自動(dòng)駕駛就一直作為美國(guó)頂級(jí)黑科技的代表,活躍在各類(lèi)研究所和大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里。直到2014年10月,特斯拉推出了Autopilot,才正式拉開(kāi)了自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)化的序幕。
但激光雷達(dá)作為核心傳感器,在自動(dòng)駕駛的出場(chǎng),卻充滿(mǎn)爭(zhēng)議性。
自動(dòng)駕駛剛剛嶄露頭角的2004年,現(xiàn)在自動(dòng)駕駛所依賴(lài)的傳感器四件套——激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、攝像頭都已經(jīng)出現(xiàn)。尤其是激光雷達(dá),得到了廣泛的倚重,但激光雷達(dá)的爭(zhēng)議也最大。
因?yàn)楝F(xiàn)在自動(dòng)駕駛的帶頭大哥,特斯拉(NASDAQ:TSLA)從一開(kāi)始就堅(jiān)持不用激光雷達(dá)。甚至特斯拉的CEO埃隆·馬斯克在特斯拉自動(dòng)駕駛開(kāi)放日放言:“傻瓜才用激光雷達(dá),任何依賴(lài)激光雷達(dá)的人都注定要失??!”
我們這里引用Michael Barnard 2016年7月寫(xiě)的一篇博客的主要數(shù)據(jù),來(lái)探究這場(chǎng)沖突的根源。
衡量自動(dòng)駕駛傳感器的性能,總共有十個(gè)特征,這就是:近地探測(cè)、探測(cè)距離、分辨率、夜間工作能力、日間工作能力,雪/霧/雨工作能力、色彩對(duì)比度、探測(cè)速度、傳感器大小、傳感器成本。
如果用5分作為滿(mǎn)分,那激光雷達(dá)的只在夜間和日間工作能力這兩項(xiàng)上,做到了滿(mǎn)分。這兩項(xiàng)滿(mǎn)分的,除了激光雷達(dá),超聲波雷達(dá)和毫米波雷達(dá)也都能做到,那為什么非要激光雷達(dá)呢?
特斯拉采用了視覺(jué)為主,超聲波雷達(dá)為輔的解決方案。一輛Model 3上,共有8個(gè)攝像頭,1個(gè)毫米波雷達(dá),12個(gè)超聲波雷達(dá),在這個(gè)組合下,從理論上說(shuō),如上圖,也能做到十個(gè)特征全部滿(mǎn)分。
當(dāng)然,激光雷達(dá)的并不是沒(méi)有用,同屬于光學(xué)傳感器,攝像頭和激光雷達(dá)在大雨雪霧等極端天氣肯定都無(wú)計(jì)可施,但是在清晰的環(huán)境下,激光雷達(dá)無(wú)論在白天還是黑夜,在中等距離,也就是150米左右,精確度要超過(guò)毫米波雷達(dá)。
自動(dòng)駕駛作為新生事物,肯定需要足夠的技術(shù)冗余。既然是實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā),技術(shù)路徑驗(yàn)證,那一定是拿到所有技能點(diǎn)然后趕緊升級(jí),因此所有幾乎所有的自動(dòng)駕駛企業(yè)都選擇采用激光雷達(dá)。
可是特斯拉的自動(dòng)駕駛路線貌似走得還不錯(cuò),所以現(xiàn)在自動(dòng)駕駛企業(yè)都是兩頭下注,既有攝像頭為主的機(jī)器視覺(jué)團(tuán)隊(duì),也有專(zhuān)攻激光雷達(dá)的算法小組。
特斯拉給自己不用激光雷達(dá)的解釋是那個(gè)看上去煞有介事的第一性原理,“我在想存在一種好的思維框架……有點(diǎn)兒像第一原理推理(first principles reasoning)??傮w來(lái)講,我認(rèn)為存在將事情縮減至其根本實(shí)質(zhì)”,意思是既然人類(lèi)可以通過(guò)視覺(jué)加上聲學(xué)輔助實(shí)現(xiàn)了駕駛功能,那為什么我自動(dòng)駕駛不能通過(guò)攝像頭也就是機(jī)器視覺(jué)實(shí)現(xiàn)呢?
當(dāng)然這話(huà)你聽(tīng)聽(tīng)就好,要是真信,那就太天真了。特斯拉不用激光雷達(dá)的原因只有一個(gè),那就是太貴了。
這就不得不提到Velodyne(NASDAQ:VLDR),世界車(chē)載激光雷達(dá)的鼻祖,早在2007年美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局組織的無(wú)人車(chē)挑戰(zhàn)賽上,參賽的7只隊(duì)伍,就有6只安裝了公司的雷達(dá),2009年谷歌開(kāi)始自動(dòng)駕駛項(xiàng)目,用的也是公司的激光雷達(dá)。
Velodyne主流的64線激光雷達(dá),現(xiàn)在價(jià)格是8萬(wàn)美元一臺(tái),最高的時(shí)候賣(mài)到70萬(wàn)人民幣一臺(tái),您還別嫌貴,排隊(duì)半年起。2016年福特和百度(NASDAQ:BIDU)干脆投了1.5億美元給公司,就是為了能夠優(yōu)先拿到訂單,以至于很多風(fēng)投都以自己能拿到Velodyne激光雷達(dá)的貨作為自己投資自動(dòng)駕駛企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
按照我們的理解,需求這么好,不是應(yīng)該趕緊擴(kuò)大再生產(chǎn),降低價(jià)格快速占領(lǐng)市場(chǎng)么?要不說(shuō)Velodyne這個(gè)腦回路,跟我們普通人確實(shí)不太一樣。這公司在擴(kuò)產(chǎn)上慢吞吞的,價(jià)格也一直高高在上,讓一眾自動(dòng)駕駛初創(chuàng)企業(yè)心力交瘁又無(wú)可奈何.
2019年,Velodyne還發(fā)起了針對(duì)中國(guó)激光雷達(dá)公司禾賽科技的專(zhuān)利訴訟,禾賽科技一次性支付專(zhuān)利許可補(bǔ)償1.6億元,以及按年支付專(zhuān)利許可使用費(fèi)直至2022年(約6000萬(wàn)元)。這也直接導(dǎo)致了最近發(fā)生的,禾賽科技不得不撤回科創(chuàng)板IPO申請(qǐng)。
不是激光雷達(dá)不好用,而是實(shí)在用不起。2016年4月上市的特斯拉model3才賣(mài)3.5萬(wàn)美元,自動(dòng)駕駛的激光雷達(dá)比車(chē)還貴,這是買(mǎi)激光雷達(dá)送特斯拉么,整車(chē)廠費(fèi)這么大勁結(jié)果為Velodyne打工,這也是為什么馬斯克一開(kāi)始就定下了機(jī)器視覺(jué)也就是攝像頭路線。
因?yàn)轳R斯克看到,在3-5年的中期,激光雷達(dá)不可能到自動(dòng)駕駛大規(guī)模量產(chǎn)需要的價(jià)格,研究激光雷達(dá)就是浪費(fèi)時(shí)間。
只要價(jià)格合適,馬斯克也一定會(huì)真香的。 那這個(gè)價(jià)格到底多少呢?業(yè)內(nèi)的估計(jì)是,4000塊人民幣一套是一個(gè)門(mén)檻,2000塊一套是大規(guī)模普及的時(shí)間。
這個(gè)數(shù)字怎么來(lái)的呢?我們現(xiàn)在常見(jiàn)的家用小轎車(chē),一輛大約人民幣10萬(wàn)左右,從合理的角度看,整個(gè)自動(dòng)駕駛傳感器系統(tǒng)硬件的價(jià)格,不應(yīng)超過(guò)整車(chē)價(jià)格的4%,當(dāng)激光雷達(dá)的價(jià)格占到傳感器預(yù)算的100%時(shí),可能會(huì)在部分豪華車(chē)型上普及,這個(gè)門(mén)檻就是4000人民幣一套,當(dāng)降到2000人民幣一套時(shí),整個(gè)自動(dòng)駕駛傳感器硬件的總價(jià)就會(huì)控制在4000人民幣左右,自動(dòng)駕駛就迎來(lái)了大規(guī)模推廣期。
當(dāng)前的車(chē)載激光雷達(dá)路線,可以說(shuō)是百花齊放、百家爭(zhēng)鳴,各種路線、各種思路都有人嘗試,但不管什么路線,誰(shuí)能做到大規(guī)模量產(chǎn),把價(jià)格降到可見(jiàn)的低位,誰(shuí)就是最后的勝利者。
激光雷達(dá)總共有三個(gè)模塊,發(fā)射模塊、接收模塊和掃描模塊,一般來(lái)說(shuō)會(huì)按照掃描模塊的不同掃描方式進(jìn)行分類(lèi)。
綜合車(chē)載激光雷達(dá)的各個(gè)路線來(lái)看,最早的機(jī)械式因?yàn)閮r(jià)格太高,可靠性低,做到車(chē)規(guī)級(jí)進(jìn)行量產(chǎn)的概率基本沒(méi)有,已經(jīng)出局。剩下的半固態(tài)棱鏡式主要是大疆在做。目前最有可能短期進(jìn)入量產(chǎn)的就是半固態(tài)的MEMS路線,在這個(gè)路線上,集中了現(xiàn)有的所有主流的車(chē)載激光雷達(dá)廠商,這也是華為的主戰(zhàn)場(chǎng)。
從理論上來(lái)說(shuō),最優(yōu)的方式當(dāng)然是固態(tài)OPA,為什么我們不能一步到位直接實(shí)現(xiàn)呢?
OPA跟相控陣?yán)走_(dá)用的是一個(gè)技術(shù),我們一開(kāi)始也說(shuō)了,軍用雷達(dá)的很多技術(shù)算法都可以嫁接到激光雷達(dá)上,軍迷也都知道,美國(guó)F35戰(zhàn)斗機(jī)低配版用的AN/APG-83相控陣?yán)走_(dá),一部大約520萬(wàn)美元,對(duì)應(yīng)的中國(guó)的殲20戰(zhàn)機(jī)的雷達(dá),造價(jià)也接近,在500萬(wàn)美元量級(jí)。
如果固態(tài)OPA能夠做成,這相當(dāng)于把一部機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)集成進(jìn)一個(gè)小方塊里,您要能做到這,美國(guó)國(guó)防部都得跪。
如果說(shuō)固態(tài)OPA路線雖然難還比較好理解,固態(tài)FLASH路線就很迷,以至于很多研究員不得不用“獨(dú)特”這個(gè)詞來(lái)形容產(chǎn)業(yè)界的腦回路。用拍照來(lái)建模,這個(gè)跟攝像頭的區(qū)別大么?激光的作用是什么?輔助攝像頭?
自動(dòng)駕駛的應(yīng)用,是激光雷達(dá)今天最核心的領(lǐng)域,按照2030年全球4000萬(wàn)套出貨量,每套2000元人民幣計(jì)算,這個(gè)市場(chǎng)的規(guī)模大約在800億人民幣左右。
市場(chǎng)并沒(méi)有想象的那么大,但激光雷達(dá)具有很強(qiáng)的外部性,像液晶屏幕一樣,當(dāng)激光雷達(dá)的價(jià)格下降性能穩(wěn)步提升時(shí),會(huì)有更多的應(yīng)用領(lǐng)域被開(kāi)發(fā)出來(lái),市場(chǎng)也會(huì)呈現(xiàn)指數(shù)性的增長(zhǎng)。
另一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)
車(chē)載應(yīng)用代表了當(dāng)前激光雷達(dá)技術(shù)的最前沿,下一波爆發(fā)的重點(diǎn),是消費(fèi)電子。
無(wú)論什么樣的創(chuàng)新,最終的定位無(wú)非就是兩個(gè):要么以提升效率為手段降低運(yùn)營(yíng)成本,要么就是以模式創(chuàng)新為手段提升經(jīng)濟(jì)效益。從消費(fèi)電子的角度,只能走的是模式創(chuàng)新,未來(lái)的方向是AR/VR,而激光雷達(dá),就是實(shí)現(xiàn)這個(gè)路徑的必需的鑰匙。
消費(fèi)電子第一個(gè)吃螃蟹的,不是蘋(píng)果,是我們的OPPO。
2018年8月,OPPO發(fā)布了最新的R17Pro手機(jī),搭載了一顆TOF 3D立體攝像頭,其實(shí)就是一顆簡(jiǎn)單的激光雷達(dá)。這顆激光雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)三維建模、測(cè)距以及AR尺子等功能,但是這種非剛需,沒(méi)有掀起什么水花。后續(xù)Vivo、華為、三星都推出了自己的帶有激光雷達(dá)的手機(jī),同樣反響平平。
雖然這功能略顯雞肋,但蘋(píng)果也不能置之不理,人有我優(yōu),2020年3月,蘋(píng)果在2020版iPad Pro上,也安裝了一顆激光雷達(dá),即DTOF攝像頭,在車(chē)載激光雷達(dá)性能平平的一顆激光雷達(dá)。
不得不說(shuō),消費(fèi)電子行業(yè)在營(yíng)銷(xiāo)上就是做得好,把一種平平的技術(shù)說(shuō)得那么的高大上,顯得自動(dòng)駕駛企業(yè)都那么的直男。
蘋(píng)果用的激光雷達(dá),就是我們上面提到的,讓人很迷的固定FLASH路線,發(fā)射激光的攝像頭。這么高集成度的激光雷達(dá),這么迷的路線,精確度當(dāng)然不能要求太高,對(duì)于娛樂(lè)是第一生產(chǎn)力的蘋(píng)果來(lái)說(shuō),三維建模是通向未來(lái)的AR/VR的必須路徑,而激光雷達(dá)就是這么一個(gè)工具。
與天斗,其樂(lè)無(wú)窮,人類(lèi)改造世界,首先是從認(rèn)識(shí)這個(gè)世界開(kāi)始的。技術(shù)越來(lái)越進(jìn)步的激光雷達(dá),就是人類(lèi)認(rèn)識(shí)這個(gè)世界的重要工具。
在消費(fèi)電子領(lǐng)域,大疆把激光雷達(dá)安在了無(wú)人機(jī)上,用極低的成本,實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)對(duì)這個(gè)世界最初步的建模。
世界無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的引領(lǐng)者,大疆自己推出了Livox激光雷達(dá),整體價(jià)格不到1萬(wàn)元人民幣。這是一款很有特色的產(chǎn)品,在前端用電機(jī)帶動(dòng)的兩到三個(gè)棱鏡實(shí)現(xiàn)了非重復(fù)式掃描,成本控制優(yōu)秀,是一款解題思路非常出色的激光雷達(dá)。目前大疆的禪思L1無(wú)人機(jī)已經(jīng)應(yīng)用在了地形測(cè)繪、輸電線通道建模、農(nóng)林調(diào)查等實(shí)際應(yīng)用中。
“喜看稻菽千重浪,遍地英雄下夕煙”。當(dāng)今之世,數(shù)不清的資本,無(wú)數(shù)的人力、才華和智慧,都投入到小小的一方激光雷達(dá)上。無(wú)意之中,他們改變了這個(gè)世界,也照亮了我們的時(shí)代。
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