主動安全加碼,高級別自動駕成為拉動激光雷達發(fā)展重要動力
激光雷達是一種綜合的光探測與測量系統(tǒng),相比普通雷達,激光雷達可提供高分辨率的輻射強度幾何圖像、距離圖像、速度圖像,一開始主要應用于軍亊領域。而現(xiàn)在這一技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透到了民用消費級市場。尤其在無人駕駛領域,隨著Google、百度、福特、奧迪、寶馬等各企業(yè)相繼采用激光雷達的感知解決方案,激光雷達儼然已經(jīng)成為研究無人駕駛技術(shù)的“標配”。
從與其他傳感器的對比來看,盡管激光雷達也有穿透能力較弱的缺點,然而在綜合精度——位置傳感器的決定性標準——方面該技術(shù)具有無可替代的優(yōu)勢:同類傳感器在測距距離或空間分辨率方面均有缺陷,無法獨立高精度完成探測,需要與其他傳感器結(jié)合彌補或通過人工判別。在導航領域,未來用于自動駕駛的傳感必然是不同方式混合的“多保險”模式,激光雷達憑借其綜合精度優(yōu)勢必將躋身其中并占據(jù)主傳感器地位。
此外,目前基于視覺傳感器和毫米波雷達開發(fā)的自動駕駛系統(tǒng)(如特斯拉公司的Autopilot)只能達到自動駕駛的第二級別(部分自動駕駛),未能對周圍環(huán)境進行檢測,離更高級別的自動駕駛?cè)杂幸欢ň嚯x。例如,2016年5月特斯拉model S撞上卡車的命案中便暴露了這兩種同類傳感器的不足:強光下視覺傳感器失去作用、毫米波雷達未能準確識別卡車(誤判為交通指示牌/橋梁/高架路),在車主未對周圍環(huán)境警惕的情況下便導致了安全事故的發(fā)生。而雷達激光則可以在很大程度上彌補這兩種技術(shù)的缺陷。
此外,減少安全事故的發(fā)生率也是我國自動駕駛發(fā)展的關鍵之一。2016年8月發(fā)布的2018版C-NCAP就加入了主動安全的評價體系。對于高級別的自動駕駛汽車而言,其主動安全要求較高,且主動安全要求有不斷提高的趨勢。預計隨著自動駕駛汽車主動安全要求的提高將為激光雷達行業(yè)的發(fā)展帶來紅利。
固態(tài)激光雷達低成本、高可靠性優(yōu)勢顯著,是未來應用趨勢
盡管激光雷達具有更好的性能,但是目前低級別自動駕駛主要的定位測距技術(shù)仍然是毫米波雷達和視覺傳感器,主要是激光雷達與之相比產(chǎn)能過低、產(chǎn)品價格高昂,進而導致成本過高,而未能被車企廣泛采用。但是,具體來看,激光雷達按有無機械旋轉(zhuǎn)部件可分為機械旋轉(zhuǎn)式激光雷達和固態(tài)激光雷達兩大類,其中固態(tài)激光雷達具有成本更低等諸多優(yōu)勢,或?qū)⒊蔀樾袠I(yè)發(fā)展的重點方向。
具體來看,激光雷達在誕生之初采用的是機械旋轉(zhuǎn)式,即通過旋轉(zhuǎn)激光束來進行水平360°的掃描。而固態(tài)激光雷達,與機械旋轉(zhuǎn)式相比,取消了外部的機械旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),通過采用相控陣或微機電(MEMS)和微鏡片的方式來控制激光雷達的水平掃描。盡管其水平掃描范圍較窄,只能通過多個雷達來完成360°水平掃描的任務,但是由于取消了外部機械結(jié)構(gòu),其重量、大小和成本顯著降低,提高了可靠性,且可以內(nèi)嵌于車輛中,外型也更加美觀。而作為汽車部件,低成本、小體積且能嵌入車身是基本要求,因此未來固態(tài)激光雷達是應用趨勢。
總體來看,無論是輔助駕駛還是高級別自動駕駛,最終都將以固態(tài)激光雷達為發(fā)展趨勢,最終實現(xiàn)低成本、可量產(chǎn)的大規(guī)模商用。而目前國外在固態(tài)激光領域技術(shù)的發(fā)展相對領先,國產(chǎn)企業(yè)還主要專注于生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)式激光雷達,速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、北科天繪在旋轉(zhuǎn)式激光雷達上均已實現(xiàn)量產(chǎn),并且在精度和價格上與國外同檔次產(chǎn)品相比擁有優(yōu)勢。盡管國產(chǎn)企業(yè)在固態(tài)式方面也有所研發(fā),北科天繪、速騰聚創(chuàng)都在2018年完成研發(fā),分別應用于輔助駕駛和高級自動駕駛領域,加速追趕國外企,但按照產(chǎn)品的代差估計,國內(nèi)激光雷達廠商與國外企業(yè)還有1-2年的差距,技術(shù)研發(fā)與發(fā)展還有待提高。
以上數(shù)據(jù)及分析均來自于前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國激光雷達行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》。