11月伊始車載激光雷達賽道上演了冰火兩重天的景象。
國外Ouster與Velodyne LiDAR宣布合并以抱團取暖,主打OPA技術(shù)的Quanergy甚至股市停牌,一時風(fēng)聲鶴唳,寒意陣陣;而反觀國內(nèi),禾賽、速騰、亮道相繼發(fā)布純固態(tài)補盲激光雷達新品或新進展,全力打造智能駕駛感知LiDAR硬件的最后一塊拼圖。
你方唱罷我登場,從規(guī)格參數(shù)全方位比拼到核心芯片自研,火力全開,賽道又“卷”到了新高度。
1. 補盲LiDAR爆發(fā)背景大解析
為何補盲LiDAR突然在這個時間點爆發(fā),為什么國內(nèi)幾大頭部公司均瞄準(zhǔn)補盲產(chǎn)品,補盲產(chǎn)品是噱頭還是剛需?要回答這些問題,得放在車載LiDAR整體市場格局大背景中來理解。
首先,當(dāng)前第一波各個車廠的LiDAR量產(chǎn)項目已完成定點,各家團隊都在主攻量產(chǎn)和交付。且以前向長距主LiDAR為主,數(shù)量從1顆到4顆不等,所配置的側(cè)向或后向LiDAR,其型號一般也與長距主LiDAR一致,如Honda Legend、北汽極狐αS Hi版、長安阿維塔11、威馬M7以及長城機甲龍,并沒有單獨配置專門的補盲LiDAR。

長城機甲龍搭載4顆LiDAR(圖源:一點車評)
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這里存在兩個問題,一是主LiDAR直接用作側(cè)向成本不優(yōu),二是主LiDAR的規(guī)格側(cè)重遠距,和側(cè)向補盲側(cè)重大FoV又有所不同,真正用起來并不趁手。
比如主LiDAR的垂直FoV只有25°-30°,難以覆蓋近處小目標(biāo)和高處懸空物。在規(guī)劃下一代智駕硬件方案時,主機廠和智駕Tier 1必然會嚴肅認真地考慮補盲產(chǎn)品定位,因此有理由相信補盲LiDAR會成為下一個上車機會點。誰能先打造高規(guī)格、高可靠性、低成本的產(chǎn)品,誰就占據(jù)了先機。

速騰給出的補盲LiDAR視野對不同目標(biāo)的覆蓋
(圖源:速騰官網(wǎng))
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其次,前向長距主LiDAR格局已基本形成,以速騰、禾賽、華為為代表的905nm ToF技術(shù)路線(以轉(zhuǎn)鏡/MEMS掃描為主),以及以Luminar、Innovusion為代表的1550nm ToF技術(shù)路線成為主機廠的主流選擇。
對應(yīng)的LiDAR產(chǎn)品基本已達成SOP狀態(tài),按慣例研發(fā)資源在C樣階段時已基本釋放出來,從高效利用資源的角度,也應(yīng)該投入新的產(chǎn)品開發(fā)。雖然下一代主LiDAR也在開發(fā)中,但謹慎推測只會是漸進式迭代優(yōu)化,不會有較大的架構(gòu)調(diào)整,意味著研發(fā)投入也相比第一代小了很多。
而與長距主LiDAR形成天然互補的短距補盲LiDAR,則屬于全新架構(gòu),自然成為了新的研發(fā)發(fā)力點。補盲LiDAR賽道已呈現(xiàn)芯片自研和集成架構(gòu)的明顯趨勢,對研發(fā)技術(shù)功底要求更高,而收發(fā)芯片的自研技術(shù)突破,也能反哺長距主LiDAR,提升整個產(chǎn)品組合方案競爭力,相得益彰。
在這兩個大背景下,補盲LiDAR一時間密集發(fā)布也就不足為奇了。當(dāng)然,發(fā)布時間如此集中也凸顯了頭部LiDAR廠商激烈競爭的氣氛,畢竟誰也不愿意被搶了頭名。
2. 補盲LiDAR產(chǎn)品大橫評
說到補盲LiDAR產(chǎn)品,其實它不是一個2022年新事物,而是早已為市場熟知的產(chǎn)品形態(tài)。
早期L4 Robotaxi自動駕駛車上,一般會用傾斜式安裝的16線機械式LiDAR來充當(dāng)近距補盲,但到底還是權(quán)宜之計。
后來2018年Velodyne LiDAR發(fā)布了VelaDome,180°(H)×180°(V)視場角,30m@10%測距,專門用于補盲,速騰、禾賽后來也相繼發(fā)布了類似的產(chǎn)品(RS-Bpearl、QT128)。如不考慮機械旋轉(zhuǎn)架構(gòu)和成本的因素,類似于VelaDome這類產(chǎn)品確實是非常理想的補盲LiDAR選擇。
自動駕駛先驅(qū)Waymo也推出過機械旋轉(zhuǎn)式的補盲LiDAR——Laser Bear Honeycomb,具有360°(H)×95°(V)的超大視場,搭載在自家Robotaxi的車身四周,與車頂主LiDAR形成360°無盲區(qū)覆蓋,有一段時間Waymo還對外銷售該補盲產(chǎn)品。

VeloDome(圖源:Velodyne)
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Waymo Laser Bear Honeycomb(圖源:Waymo)
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近幾年補盲LiDAR賽道不斷演進,衍生了很多新的架構(gòu),逐步從機械式向半固態(tài)、純固態(tài)過渡,尤其是面向車載前裝的Flash架構(gòu)成為了新的研發(fā)重點。
比如Continental 2021年量產(chǎn)的純固態(tài)HFL110以及ibeoNEXT系列短距補盲產(chǎn)品,其中ibeoNEXT短距產(chǎn)品是市場上公認的“理想型”車載前裝補盲LiDAR技術(shù)路線——純固態(tài)VCSEL+SPAD架構(gòu),無任何運動部件,芯片化收發(fā)集成,大大提升可靠性和一致性,可謂重新定義了補盲架構(gòu)。后來如禾賽、速騰、亮道均是沿用了類似的方案。
除此之外,一徑ML-30s是一款基于MEMS掃描的半固態(tài)補盲LiDAR,很有特色,規(guī)格也較為突出,在非車載前裝領(lǐng)域應(yīng)用較多。
下面我們將逐一梳理分析目前市場主流的幾款補盲LiDAR產(chǎn)品,從產(chǎn)品定義、規(guī)格、架構(gòu)、核心器件等角度對比總結(jié)各自特點。

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2.1 禾賽FT120
11月2日禾賽發(fā)布了ADAS 前裝量產(chǎn)車的純固態(tài)近距補盲激光雷達產(chǎn)品FT120,這也為禾賽創(chuàng)下了一個“第一”,即在目前已完成車載前裝長距主LiDAR定點交付的廠商中,禾賽是第一家發(fā)布補盲LiDAR產(chǎn)品的。

禾賽FT120
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先看一下FT120的基本規(guī)格參數(shù):
· 測距:min0.05m-max100m,20-30m@10%
· FoV:100°(H)×75°(V)
· 分辨率:160(H)×120(V)(均勻分布)
· 角分辨率:0.625°(H)×0.625°(V)(均勻分布)
· 幀率:Typ. 10Hz, 5-60Hz
· 點云密度:192000/s 單回波(10Hz)
· 功耗:<12W
· 尺寸:50×70mm(最小外露視窗尺寸),整機68×75×90mm(W×H×D)
根據(jù)官方介紹,F(xiàn)T120是基于VCSEL+SPAD架構(gòu),采用E-Scanning逐行電子掃描方式,也稱為Sequencial Flash,即同一時刻位于同一行160個通道激光器同時發(fā)射激光脈沖,然后下一行160通道緊接著發(fā)射,這樣連續(xù)逐行發(fā)射120次,完成整個VCSEL面陣的掃描發(fā)射,構(gòu)成一幀掃描,接收端同樣采用一一對應(yīng)的逐行探測模式。該掃描方式優(yōu)點是單次多通道收發(fā),可以大幅提高點云密度,但是通道間的串?dāng)_是一大挑戰(zhàn)。
在核心器件層面,F(xiàn)T120的VCSEL面陣由兩塊自研的GaN驅(qū)動芯片進行脈沖出射控制,接收端采用的是一塊自研的SPAD芯片,類似于Sony IMX459,將光電探測端和數(shù)字邏輯端(含邏輯控制、TDC、讀出電路等)集成到到一起,提升系統(tǒng)集成度,可以直接輸出信號統(tǒng)計直方圖信息,并借助成熟的標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn),持續(xù)降本。
考慮到收發(fā)一一對應(yīng),SPAD的超像素規(guī)模達到了160*120=19200,近2萬個超像素,假如按每個超像素由3×3=9個像元構(gòu)成,那么SPAD總像元數(shù)規(guī)模接近20萬,從面陣規(guī)模上,這將是一款非常優(yōu)秀單光子接收芯片。
值得一提的是,禾賽還專門強調(diào)了FT120最小露出視窗尺寸,僅為50×70mm,不要小看這樣的視窗光學(xué)設(shè)計,體現(xiàn)了強烈客戶需求導(dǎo)向。更小的視窗露出面積意味著可以更好地與車身融為一體,提升美觀度,對于車企工程團隊來說,無疑是一個好消息。
這款產(chǎn)品預(yù)計2023年下半年量產(chǎn),禾賽宣稱目前已經(jīng)獲得了多家主機廠超過 100 萬臺的量產(chǎn)定點,可見市場對這款產(chǎn)品的歡迎度。
2.2 速騰聚創(chuàng)E1
禾賽FT120發(fā)布的第二周速騰也緊接著官宣了其補盲產(chǎn)品——E1,雖然發(fā)布晚了一周,但是從規(guī)格參數(shù)上來看E1都壓了FT120一頭,E1預(yù)計將于2023年Q4量產(chǎn),與禾賽FT120量產(chǎn)時間接近,雙方PK氣氛之濃可見一斑。

速騰聚創(chuàng)E1(圖源:速騰官網(wǎng))
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E1基本參數(shù)如下:
· 測距:max 120m,30m@10%
· FoV:120°(H)×90°(V)
· 分辨率:192(H)×144(V)(均勻分布)
· 角分辨率:0.625°(H)×0.625°(V)(均勻分布)
· 幀率:Typ. 25Hz
· 點云密度:691200/s 單回波(25Hz)
· 功耗:<10W
· 尺寸:30×70mm(最小外露視窗尺寸)
憑借上述規(guī)格,E1應(yīng)該是目前已發(fā)布的所有純固態(tài)補盲LiDAR中規(guī)格最能打的一款,將FoV推到120°*90°的同時,還保持了30m@10%的測距能力,而這些規(guī)格都是在25Hz幀率下獲得的,這無疑能實現(xiàn)更多近距場景的感知覆蓋,比如電瓶車橫穿場景、無保護左轉(zhuǎn)、近端低矮障礙物(如路沿等)。

補盲LiDAR應(yīng)對彎道電瓶車橫穿場景
(圖源:速騰官網(wǎng))
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而這背后得益于獨特的2D尋址收發(fā)架構(gòu),按速騰的官方解釋,E1采用了2D可尋址面陣VCSEL技術(shù),不僅可以實現(xiàn)靈活掃描模式,還能將峰值功率降到一維掃描的十分之一,極大的提高能量利用率,根據(jù)不同測距場景實時動態(tài)調(diào)節(jié)局部發(fā)射功率,達到最優(yōu)的能量配比,對功耗和散熱更加友好,同時結(jié)合時分復(fù)用、空分復(fù)用等技術(shù),有利于降低通道間串?dāng)_。
相比于1D尋址,2D尋址對VCSEL芯片提出了更高要求,包括芯片工藝、外延設(shè)計等環(huán)節(jié)都需要做出較大的調(diào)整,對VCSEL廠商的綜合能力是很大的考驗,而且驅(qū)動芯片的邏輯控制復(fù)雜度也大大增加。
E1的芯片化架構(gòu)設(shè)計也體現(xiàn)了速騰這幾年在芯片自研領(lǐng)域的精進,E1將發(fā)射、接收、信號處理三大芯片集成到一塊電路板上,大大簡化了電路設(shè)計,而且自研了SPAD面陣探測器,該探測芯片采用了工藝更為先進的BSI 3D堆疊工藝,將SPAD面陣和SoC集成到一顆芯片。
值得強調(diào)的是速騰自研的接收SPAD芯片比Sony IMX459集成化程度更高,可以替代后端MCU、FPGA等處理控制芯片,相當(dāng)于系統(tǒng)中不再需要單獨的SoC芯片,不僅提升了潛在性價比,而且簡化了上游供應(yīng)鏈,對核心芯片的自主控制力更強。速騰宣稱該SPAD面陣規(guī)模超過25萬像元,比IMX459的10萬像元數(shù)還要多1.5倍,保守估計也比禾賽自研的SPAD面陣規(guī)模大,如此大規(guī)模面陣SPAD的車規(guī)量產(chǎn)將是一個不小的挑戰(zhàn)。
2.3 ibeoNext短距
相比其他初創(chuàng)LiDAR廠商,德國廠商ibeo已經(jīng)有20多年的發(fā)展歷史(成立于1998年),早些年一直從事低線數(shù)轉(zhuǎn)鏡式LiDAR研發(fā),技術(shù)和工程經(jīng)驗積累較為豐富,Valeo的Scala1即是基于ibeo的Lux系列開發(fā)而成。
但是在面向未來架構(gòu)選擇時,ibeo放棄了自己曾擅長的轉(zhuǎn)鏡方案,采取了更為激進的步伐——純固態(tài)Flash架構(gòu),它是整個行業(yè)中最早(2019年)提出Flash LiDAR概念的玩家之一。

ibeo Flash LiDAR模組
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其主打產(chǎn)品為ibeoNEXT系列,涵蓋長、中、短距,短距LiDAR的基本規(guī)格如下:
· 測距:25m@10%
· FoV:120°(H)×60°(V)
· 分辨率:128(H)×80(V)(均勻分布)
· 角分辨率:0.94°(H)×0.75°(V)(均勻分布)
· 幀率:25Hz
· 點云密度:256000/s 單回波(25Hz)
· 功耗:<15W
· 尺寸:60×80mm(最小外露視窗尺寸,基于產(chǎn)品圖推測),整機100×100×100mm(W×H×D)
ibeoNext并沒有采用自研收發(fā)芯片,而是來自外部供應(yīng)商,VCSEL來自asm OSRAM,SPAD則來自O(shè)nsemi,兩者的面陣規(guī)模均為128*80=10240(其中SPAD規(guī)模是指超像素規(guī)模,非Cell規(guī)模),采用了首創(chuàng)的Sequencial Flash逐行電子掃描方式。
ibeo宣稱其產(chǎn)品可以提供環(huán)境目標(biāo)4D信息,除了目標(biāo)空間3D坐標(biāo),還能獲得2D grey image(灰度圖),這是SPAD探測器的獨特優(yōu)勢,利用回波信號之間的背景光信息(近紅外波段)對視場目標(biāo)進行2D成像,類似于CMOS圖像傳感器,只不過是基于~900nm紅外波段特征,但如何使用grey image智駕算法團隊尚未形成共識,可能未來會挖掘出潛在價值點。
應(yīng)該說ibeoNEXT架構(gòu)的優(yōu)勢在于短距,由該架構(gòu)衍生的長距產(chǎn)品(140m@10%,11.2°×7°)目前來看難以與基于轉(zhuǎn)鏡/MEMS掃描架構(gòu)的905nm/1550nm ToF路線PK,測距能力受限,且FoV過窄,組合使用反而增加了硬件成本。
但是ibeo一直堅持向市場推介前向主LiDAR搭配側(cè)向中距的解決方案,比如長城摩卡原本定點的方案,而短距產(chǎn)品應(yīng)用拓展并沒有得到ibeo足夠重視,形成了以己之短攻人之長的局面,市場拓展不如預(yù)期,本預(yù)計2022年量產(chǎn),但到手的定點合同現(xiàn)在也被友商截胡,可見產(chǎn)品競爭力陷入了困境,這也恐怕是近期ibeo申請破產(chǎn)的重要原因之一。
2.4 亮道LDsatellite
近期亮道宣布其純固態(tài)補盲LD satellite所采用的SPAD芯片已獲得AEC-Q100車規(guī)認證,意味著距離LiDAR量產(chǎn)交付又近了一步。其實LD satellite早在2022年5月就已發(fā)布。據(jù)了解該款產(chǎn)品的技術(shù)方案與ibeo的短距LiDAR同源,規(guī)格也當(dāng)基本一致,推測SPAD芯片和ibeo類似應(yīng)該來自外部供應(yīng)商,而非自研。

亮道 LDsatellite
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根據(jù)上一小節(jié)對ibeo產(chǎn)品的分析,從2019年開始ibeo一直積極主推前向長距LiDAR+2顆中距LiDAR的純固態(tài)組合方案,短距的地位頗為尷尬,而ibeo有限的精力也限制了這款產(chǎn)品面向主機廠的市場拓展和深度定制。
ibeo與亮道合作已久,后者的前身是歐百拓,是ibeo在中國地區(qū)的代理,后來亮道成立后也與ibeo建立了深度的戰(zhàn)略合作,例如作為工程Tier-1角色參與ibeo中國市場拓展,除此之外亮道的業(yè)務(wù)還涵蓋感知數(shù)據(jù)采集、感知真值系統(tǒng)、LiDAR驗證測試等領(lǐng)域。
所以亮道在ibeoNEXT技術(shù)平臺上親自下場打造短距l(xiāng)idar也就不足為奇,這對于雙方來說是雙贏之舉,各取所需。只是ibeo主打的Flash前向解決方案在激烈競爭中暫時落敗了,而短距產(chǎn)品卻陰差陽錯的成為了一時間的“香餑餑”,這樣的局面應(yīng)該是兩家之前都沒有預(yù)料到的。
目前亮道正積極轉(zhuǎn)型,將LDsatellite短距補盲LiDAR硬件產(chǎn)品作為公司的主航道,基于ibeoNEXT短距技術(shù)平臺進行車規(guī)工程化開發(fā),面向國內(nèi)車企需求進行適配定制,官方預(yù)計2023年Q3實現(xiàn)量產(chǎn)。LDsatellite和禾賽FT120、速騰E1相比規(guī)格并不太弱,具備一定的競爭力,且專注在補盲賽道,但是技術(shù)儲備深度和芯片自研能力目前距離這兩家尚有差距。
2.5 Continental HFL110
所有這些補盲LiDAR廠商中,Conti是唯一一家傳統(tǒng)Tier1公司,其實很多人并不知道,Continental在激光雷達領(lǐng)域耕耘已久,早在2008年就發(fā)布了SRL三點式激光雷達,曾在上一代Volvo XC60上搭載,測距僅10m量級,主要面向AEB防撞場景。其第二款激光雷達則是一款純固態(tài)補盲LiDAR HFL110,下一代遠距LiDAR產(chǎn)品HRL130也在其官方公布了,該產(chǎn)品是基于Aeye 1550nm ToF的平臺技術(shù),使用的是來自Fraunhofer的小尺寸2D MEMS(1mm尺寸)掃描方案,預(yù)計2024年量產(chǎn)。

Continental HFL110
(圖源:Continental官網(wǎng))
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下面我們重點聊聊HFL110,其基本規(guī)格參數(shù)如下:
· 測距:22m@10%(max 50m)
· FoV:120°(H)×30°(V)
· 分辨率:128(H)×32(V)(均勻分布)
· 角分辨率:0.94°(H)×0.94°(V)(均勻分布)
· 幀率:up to 25Hz
· 點云密度:102400/s 單回波(25Hz)
· 尺寸:100×120×65 mm(W×D×H)
這款產(chǎn)品并沒有采用傳統(tǒng)的VCSEL+SPAD方案,而是基于1064nm Nd:YAG固體激光器+焦平面InGaAs CMOS架構(gòu),采用全局掃描方案,即Global Shuttering,其中固體激光器來自炬光科技,而InGaAs CMOS探測芯片則來自Continental收購的ASC(Advanced Scientific Concepts, Inc.)公司。HFL110與HRL130類似,也不是Continental從0到1開發(fā)的,而是在2016年收購了ASC公司后在后者技術(shù)原型上進行的車規(guī)級工程化開發(fā),當(dāng)然車規(guī)級工程化本是Continental的強項。
值得注意的是該產(chǎn)品規(guī)格書上展示的工作溫度只有-30~85℃,并不完全滿足車規(guī)要求(-40~85℃)。HFL110早在2021年就已量產(chǎn),目前這款補盲產(chǎn)品除了搭載在Lexus LS和豐田Mirai兩款車(2顆側(cè)向+1顆后向)以外,還沒有其他的公開定點項目,一方面和其規(guī)格競爭力不足有關(guān),另一方面也是因為其核心器件類型原因而導(dǎo)致成本高昂,據(jù)推測單顆BoM可能達到了至少5000元人民幣的量級,3顆的成本對于一般車型來說過于昂貴。
2.6 一徑ML-30s
一徑科技自成立起一直主打MEMS系列半固態(tài)LiDAR,目前旗下有兩款產(chǎn)品,分別為短距ML-30s以及長距ML-Xs,后者是瞄準(zhǔn)車載前裝主LiDAR領(lǐng)域。

一徑 ML-Xs和ML-30s
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短距補盲產(chǎn)品ML-30s基本規(guī)格如下:
· 測距:中心視場20m@10%(max 45m),邊緣視場14m@10%
· FoV:140°(H)×70°(V)
· 分辨率:320(H)×160(V)(均勻分布)
· 角分辨率:0.44°(H)×0.44°(V)(均勻分布)
· 幀率:10Hz
· 點云密度:512000/s 單回波(10Hz)
· 尺寸:137×110×66 mm (W×D×H)
ML-30s與前面幾款LiDAR有所不同,并不是純固態(tài)架構(gòu),而且采用了多通道收發(fā)+2D MEMS鏡的架構(gòu),具體為32路傳統(tǒng)EEL+APD收發(fā)通道,核心掃描器2D MEMS鏡則來自Mirrorcle,整個視場由32個子視場二維組合而成,雖然小尺寸MEMS用于長距905nm LiDAR挑戰(zhàn)較大,但是短距補盲LiDAR剛好規(guī)避了其短板,同時發(fā)揮其2D靈活可調(diào)的優(yōu)勢,這對于實現(xiàn)大FoV是非常有利的。
ML-30s于2020年量產(chǎn),并已實現(xiàn)批量化交付,主要面向無人高速物流、末端配送、Robotaxi和機器人領(lǐng)域,憑借超大FoV和半固態(tài)化設(shè)計占據(jù)了一定的市場份額。
但是目前來看車載前裝應(yīng)用并不是ML-30s的強項,一方面是受制于架構(gòu)其成本不菲,而且向未來演進并不如純固態(tài)方案友好,降本潛力小;另一方面露出的視窗尺寸較大,而且集成在車側(cè)或車后將面臨巨大的造型挑戰(zhàn)。
不過最新的市場消息是,百度Apollo RT6定點一徑科技新一代補盲激光雷達。
據(jù)說,相比較現(xiàn)有的ML-30s,其各項技術(shù)指標(biāo)均有所升級。一徑科技新一代補盲激光雷達的視場角超過行業(yè)水平的120°,實現(xiàn)360°的覆蓋僅需要 3至6個激光雷達。
新產(chǎn)品在車規(guī)、性價比上都會所有提升,新一代補盲雷達也具備完善的車載應(yīng)用條件,包括接插件、車載通信/同步方式、功能安全及診斷等。這個新產(chǎn)品如何,讓我們也拭目以待。
3. 什么樣的補盲LiDAR才是合格的?
基于車載場景要求,一般認為理想的補盲LiDAR應(yīng)該具備以下核心素質(zhì):
· 測距:0.1~>30m@10%
· FoV:180°(H)×180°(V)
· 角分辨率:<0.5°(H)×0.5°(V)
· 幀率:25Hz
· 功耗:<5W
· 最小外露視窗尺寸:<30×30mm
但是實際上受制于架構(gòu)、成本、尺寸及工程約束,用理想規(guī)格作為車載前裝補盲LiDAR產(chǎn)品開發(fā)目標(biāo)并不現(xiàn)實,結(jié)合目前市場上主流補盲LiDAR產(chǎn)品性能及車載Corner case優(yōu)先級排序,合格的補盲LiDAR應(yīng)該達到如下基礎(chǔ)規(guī)格:
· 測距:0.1~>20m@10%
· FoV:>100°(H)×60°(V)
· 角分辨率:<1°(H)×1°(V)
· 幀率:>10 Hz
· 功耗:<15W
· 最小露出視窗尺寸:<50×70mm
如此看來,目前只有走純固態(tài)Flash路線的禾賽、速騰、ibeo、亮道這幾家產(chǎn)品可以稱得上合格,Continental的HFL110垂直FoV偏小,只有30°,一徑的ML-30s視窗造型和半固態(tài)MEMS架構(gòu)并不適合車載前裝補盲應(yīng)用,而速騰的E1在規(guī)格上目前無疑是領(lǐng)先其他各家的。
但是眾所周知,車載前裝上車是一項極其復(fù)雜的過程,紙面上的產(chǎn)品規(guī)格往往只是一塊敲門磚,主機廠還會綜合考慮成本、點云質(zhì)量、車規(guī)可靠性、工程化適配能力、團隊響應(yīng)配合度、質(zhì)量管控、供應(yīng)鏈體系等因素。
4. 從持續(xù)降本到自研芯片
打造補盲LiDAR產(chǎn)品天然有降本的巨大壓力,一是因為搭載數(shù)量多(少則2顆,多則4顆),二是目前很多主機廠在使用主LiDAR過程中遇到了很多困難和挑戰(zhàn),包括車規(guī)可靠性需要在實踐中得到驗證、環(huán)境適應(yīng)性的考驗(視窗遮擋/雨雪霧等)、融合感知算法的開發(fā)迭代等。
在當(dāng)前主LiDAR還沒有完全“玩”明白的情況下,貿(mào)然再上幾顆補盲LiDAR,整車的感知硬件成本控制將面臨巨大的挑戰(zhàn)。畢竟當(dāng)前城區(qū)FSD功能落地優(yōu)先級并不及高速HWP高,即前向120°*25°視野仍是車企關(guān)注的重中之重,另外城區(qū)FSD的最大瓶頸并不是感知,而是自車與其他目標(biāo)之間行為博弈決策上,自動泊車AVP在依靠傳統(tǒng)的攝像頭、毫米波以及超聲波雷達等感知硬件配置條件下,通過算法優(yōu)化已足夠應(yīng)付絕大部分場景。因此主機廠不得不思考一個問題,即補盲LiDAR提供的額外價值能否抵得過硬件成本的增加所帶來的挑戰(zhàn)。
考慮到補盲LiDAR架構(gòu)以肉眼可見的趨勢收斂到VCSEL+SPAD純固態(tài)方案,此處僅討論該方案下的降本措施。
首先需要拆解一下純固態(tài)LiDAR的成本構(gòu)成。
純固態(tài)LiDAR由以下基本硬件模塊構(gòu)成,包括激光器、驅(qū)動器、發(fā)射鏡頭、接收鏡頭、探測器(含數(shù)字邏輯端)、SoC、PCBA、視窗、殼體結(jié)構(gòu)件、連接器等。
其中發(fā)射端、探測器、SoC是最核心的部件,合計占比高,發(fā)射端(激光器+驅(qū)動器)占比約25%,探測器占比約25%,SoC占比25%,其余占25%??侭oM成本約為200-250美金【按kk(百萬)量級估算】。
這里需要提一下,目前激光雷達用半導(dǎo)體激光器日漸標(biāo)準(zhǔn)化,普遍來自外采,且國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈較為成熟,有長光、縱慧、三安等一眾VCSEL廠商,所以自研激光器并不是一件有收益的事情,雖說有成熟的VCSEL代工廠,但是涉及供應(yīng)鏈較長,且外部供應(yīng)商較多,如果供應(yīng)商管理得當(dāng),并不會成為大的成本瓶頸。
所以降本措施主要瞄準(zhǔn)光源驅(qū)動器、探測器和SoC這四大芯片,而且這里面涉及到大量的LiDAR收發(fā)控制、信號處理等Know-how,各家對純固態(tài)架構(gòu)的理解差異也會導(dǎo)致這些芯片存在諸多定制,難以標(biāo)準(zhǔn)化,而且市面上可選的上游廠商較少。如車規(guī)級SPAD芯片僅海外的Sony和Onsemi可用,國內(nèi)供應(yīng)鏈發(fā)展還存在一定差距,所以從提升產(chǎn)品競爭力、加快迭代速度以及掌控供應(yīng)鏈的角度自研這些芯片也是有必要的。
如禾賽自研了驅(qū)動器、探測器,而速騰則更進一步,將SoC與SPAD探測器集成到一起,將集成化做到了極致,大大簡化了后端處理,同時面向未來具有更大的降本潛力。但是挑戰(zhàn)也不小,一是熱效應(yīng)更為聚集,SoC工作時產(chǎn)生的熱量如耗散不及時會直接影響SPAD性能,散熱管理是一大關(guān)鍵,二是芯片設(shè)計的復(fù)雜度大大增加,信號鏈路較長,從光電轉(zhuǎn)換端到數(shù)字信號邏輯端到再到MCU系統(tǒng)控制端,外加車載芯片功能安全的要求,一體化芯片設(shè)計和量產(chǎn)并沒有想象的那么容易,對芯片設(shè)計團隊和Fab廠都是很大的考驗。

SPAD芯片示意圖
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當(dāng)然深度集成化芯片架構(gòu)無疑是一條振奮人心的路,將有助于將LiDAR架構(gòu)Camera化,持續(xù)降本的同時,性能可以不斷迭代升級,而且將價值量最大的部分控制在自己手中,形成良性循環(huán)。
如果借助芯片集成迭代和規(guī)模量產(chǎn),未來將成本進一步降到1000元人民幣(150美金)以內(nèi),2023年后補盲LiDAR車載前裝上量將大大可期。

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來源:第一電動網(wǎng)
作者:HiEV
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