智能驾驶最贵硬件,中国加速超车
卡门精选2022-05-27
自动驾驶大公司行业
在激光雷达“上车”的过程中,中国企业逐渐走向世界舞台的中央。

本文来自微信公众号“亿欧汽车”(ID:EO-AUTO),作者:张宇喆,未来汽车日报经授权发布。

核心观点

据亿欧汽车统计,超过10款搭载激光雷达的车型会在2022年开始面向消费者交付;

激光雷达产业面临的挑战不止来自于外部,内部的技术路线之争仍然激烈;

中国激光雷达企业已经大幅拉近和海外头部对手的距离,甚至出现了反超趋势。

预售超过1年后,全球首款搭载华为全栈智能汽车解决方案的量产车——北汽极狐阿尔法S HI版终于在2022年5月上旬迎来上市。

华为常务董事、终端BG CEO、智能汽车解决方案BU CEO余承东称阿尔法S HI版拥有“全球最强”自动驾驶硬件架构。而这款新车自动驾驶硬件架构比现有对手“强”的最主要原因就在于多了三颗激光雷达。

早在2021年,就有多家车企发布了搭载激光雷达版本的车型。除了极狐阿尔法S HI版,还包括小鹏P5、蔚来ET7/ET5、沙龙机甲龙等。但不少业内人士还是更愿意将2022年称作是激光雷达进入量产车的元年。

除了号称“全球首款搭载激光雷达的量产车型”的小鹏P5之外,没有任何搭载激光雷达的车型开始交付。即便是小鹏P5,也是在2022年春节后才正式通过OTA启用了激光雷达相关功能。

与此同时,据亿欧汽车统计,还有超过10款搭载激光雷达的车型会在2022年真正开始面向消费者交付。

据亿欧汽车了解,一径科技、探维科技、洛微科技等多家激光雷达厂商也已经获得部分中国乘用车定点,相关量产车型也将会在2023年实现落地。

虽然量产车自2022年才真正开始迈入激光雷达时代,但激光雷达却并不是什么新鲜玩意儿。

采用激光扫描技术进行测绘的历史最早可以追溯到上世纪60年代。然而,在诞生后的前三四十个年头,这项技术主要被用于航空航天、军事、科研等领域,与C端消费者有着很远的距离。

时间走到2005年,音响品牌Velodyne在参加美国国防部组织的第二届DARPA无人驾驶车挑战赛中率先启用了激光雷达。而在2007年的第四届DARPA比赛中,完赛的7支队伍中有6支搭载了Velodyne的激光雷达。

2010年,刚刚踏入无人驾驶产业的谷歌(该项目之后被拆分为Waymo)也选用了Velodyne的激光雷达。此后,激光雷达和无人驾驶领域的初创公司也如雨后春笋般涌现。

随着价格更低、体积更小、稳定性更高的半固体激光雷达走向成熟,这一技术成为了量产车真正触手可及的零部件。

法国半导体市场调查公司Yole Développement在2021年9月发布的2021年《汽车和工业应用的激光雷达》报告中预测,到2026年,汽车和工业应用的激光雷达市场规模有望达57亿美元,并在此前的5年保持21%的年复合增长率,其中高级驾驶辅助系统在2026年的市场占比将达41%,成为激光雷达最大的细分市场。

而在激光雷达“上车”的过程中,中国企业逐渐走向了世界舞台的中央。

不可替代

从2005年进入汽车产业到2022年进入大规模量产车,激光雷达产业走过了17个年头。此前,激光雷达广泛应用于自动驾驶、物流运输、高精地图、智慧交通、机器人、工业自动化、无人机、测绘等领域。

激光雷达迟迟未能进入量产车的最大原因可以总结为一个字:贵!

早期机械式激光雷达动辄数万元的价格让车企望而却步。即便是成本大幅下降的半固体激光雷达,单颗价格仍然达到了大几千元人民币。

在2022年3月举办的2022中国电动汽车百人会论坛上,一径科技创始人、CEO石拓预计,在5年后,整个乘用车市场的激光雷达渗透率会达到3%-5%,而这一数据在10年之后有望达到10%-20%。

基于这样的市场发展预期,石拓预计车载激光雷达主雷达的价格应该有望在5年后低至300~500美元,高端产品则为700美元左右,10年之后则可能在这一基础上再降30~50%。

即便如此,激光雷达的价格与其他车载传感器仍有着数量上的差距。为了绕过激光雷达这一昂贵的传感器,有企业坚持采用纯视觉方案开发自动驾驶,也有企业希望借助4D毫米波雷达代替激光雷达。

然而,随着量产车的自动驾驶技术走向更高阶段,绝大多数主流车企仍然选择让激光雷达上车,而非依靠替代方案。因为替代方案仍然存在着明显的短板。

目前,坚持纯视觉方案走向无人驾驶的主流车企仅有特斯拉。大多数车企仍首选视觉和触觉融合方案,因为纯视觉方案面临两大限制:一方面极其容易受光线等因素的干扰,导致识别率降低,另一方面对算法和数据量要求极高,任何未曾见过的场景都可能带来安全问题。

特斯拉智能驾驶功能展示 图源:特斯拉官方 

相对于激光雷达,4D毫米波雷达的问题则在于数据可靠性和分辨率方面。 

“激光雷达能够在高分辨率和数据可靠性方面提供毫米波雷无法达到的性能,降低算法复杂度,提升算法的稳定性。”石拓对亿欧汽车表示,算法稳定性提升才能让车辆在开放场景里面实现更高级别的自动驾驶。 

数据可靠性是毫米波雷达这种产品一直以来都存在的问题。毫米波雷达的优势在于对动态物体的监测,而对于静态或相对静止的障碍物则容易出现漏检,且由于检测过于灵敏容易出现虚检导致错误报警。特斯拉选择放弃毫米波雷达也是因为误报的问题难以解决。

目前,已面世的4D毫米波雷达分辨率只能达到16线激光雷达的水准,也就是入门级激光雷达的水准,远不如当前量产车上所搭载的64线以上水准。即便如此,4D毫米波雷达目前所展现的能力还只是实验室水准,并未进入量产阶段。

换句话说,最顶级4D毫米波雷达也只是入门级激光雷达的水准。而在其真正进入量产阶段时,相较于激光雷达的价格优势是否还在,目前仍是未知数。原因非常简单,毫米波雷达的波长在1~10mm之间,而激光雷达的波长在1000nm左右,所以后者的分辨率天然优于前者。

激光雷达本身也在不断革新发展中。目前,激光雷达的价格已经从机械时代的万美元级走进半固态时代的千美元级,而百美元级的纯固体激光雷达也已在不远处向我们招手。

当然,激光雷达的进步同时,毫米波雷达自身的独特优势也不容忽视。比如在探测距离和移动物体的探测方面,后者仍然是无可替代的存在。

探维科技创始人、CEO王世玮表示,在可预见的未来,激光雷达难以被其他传感器取代,也不会去取代其他传感器:“不同传感器有各自不同的特点,最终还是会走向多传感器融合的时代。”

路线混战

激光雷达产业面临的挑战不止来自于外部,内部的技术路线之争仍然激烈。

2022年4月,集度汽车公布了其首款车型的最新进展,矗立在机舱盖上的两颗可伸缩激光雷达成为最引人关注的亮点。

然而,在新车发布后,理想汽车创始人、CEO李想公开发表观点称:“(激光雷达)在车顶上放一个,和在机盖或保险杠放两个,性能上没有任何区别,甚至头顶的单颗性能会更好。”

集度汽车CEO夏一平则公开回复李想称,两颗激光雷达可覆盖180度范围,在能力、体验、安全性上有优势。此后,威马汽车创始人、CEO沈辉也加入讨论中,认为三颗才是最优解,因为三颗激光雷达可覆盖330度。

实际上,关于激光雷达该搭几颗的问题早在2021年就已经开始讨论。

2021年11月的广州车展上,沙龙汽车发布了旗下首款车型机甲龙。该车搭载了4颗激光雷达,实现激光雷达的360度覆盖。甚至在预热海报中出现了“4颗以下别说话”的文案。

“部分主机厂正在进行激光雷达层面军备竞赛。”石拓表示,搭载更多激光雷达必然会带来一定的性能提升,这些车企优先追求的是自动驾驶系统的鲁棒性和乘坐体验提升,希望产品能在更远的未来继续保持足够的竞争力。

当然,理想这样的车企在搭载激光雷达时,更追求如何在目前这一代车型上用更少的成本让用户享受更优的用车体验。从当前来看,头顶的一颗激光雷达已经足以实现相当能力的智能驾驶功能。未来,更好的功能可以放在之后的产品上搭载。

除此之外,当前的激光雷达技术路线并未统一,产品的成熟度也并未处于非常高的状态。“部分企业未将更多激光雷达搭载上车,也是希望等待技术成熟后再将相关产品搭载上车,有利于保持路线的灵活性。”亮道智能战略规划总监张庭瑞表示。

如果按扫描方式划分,激光雷达可分为机械式、半固态(混合固态)、固态。而半固态激光雷达又分为MEMS微振镜、转镜,纯固态激光雷达则分为相控阵OPA、Flash。

虽然纯固态激光雷达是未来,但在相当长一段时间,量产车上搭载的激光雷达都将以半固态为主。速腾聚创、一径科技等企业都采用MEMS路线,而禾赛科技、图达通等企业则采用转镜方案。

不止是扫描方式,激光雷达在测距原理、激光发射、激光接收、光束操纵及信息处理等五个方面均存在不同技术路线。甚至,激光雷达产业目前还没有一套通用的国家标准和国际标准。

由于技术路线繁多,且没有一套通用标准,各主流激光雷达企业都有着各自不同的竞争优势。

除了先发优势和成本优势外,速腾聚创最新M1激光雷达拥有独特的“凝视”功能,可根据不同驾驶场景,动态提升激光雷达分辨率或扫描帧率。而禾赛科技AT128车载激光雷达的芯片化收发能力则可以让其在硬件成本、产品体积和可靠性等方面获得不小的竞争优势。

此外,一径科技产品在视场角、方案灵活性等方面展现出了竞争力,图达通在探测距离方面行业领先,探维科技的ALS技术平台实现了调光复杂度的降低,洛微科技则在抗干扰和高集成度等方面做出了自己的优势。

可以说,目前的激光雷达产业正处于群雄并起的时代。也正是在这样一个时代,中国激光雷达产业展现出来的活力才让世界为之瞩目。

中国加速

虽然激光雷达的发明和引入汽车业都是由西方发达国家完成的。但在量产车激光雷达赛道中,中国激光雷达企业已经大幅拉近和海外头部对手的距离,甚至出现了反超的趋势。

在Yole Développement发布的2021年《汽车和工业应用的激光雷达》报告显示,速腾聚创车载前装激光雷达的全球市场占比10%,排名中国第一、世界第二。而在这一涉及全球前14名的榜单中,还出现了大疆览沃、华为、禾赛、图达通的名字。

与此同时,在激光雷达行业标准的制定中,中国也走在了前列。2021年10月,禾赛科技牵头,30余家中国头部企业和机构联合开启了国家标准的起草工作。2021年6月,禾赛科技又代表中国提出激光雷达ISO国际标准的提案,并在年底成立的标准制定特别工作小组中担任组长。

而中国激光雷达产业取得的上述成绩还是在并未开始大规模进入量产车之时。在2022年和2023年,更多搭载中国激光雷达的量产车将完成交付和产能爬坡。在这一传感器最具市场空间的车载前装领域,中国企业的市场地位还将快速提升。

作为对比,目前已搭载激光雷达海外品牌量产车只有采用法雷奥4线激光雷达的奥迪A8。该车于2017年上市,但并未掀起多大波澜。

为什么激光雷达大规模上车的潮流是从中国开始?

最重要的一点在于中国激光雷达厂商在技术、成本等方面都已经拥有和海外对手硬碰硬的实力。当然,在技术实力持平的同时,也不能忽视中国市场特殊性带来巨大机会。

“由于节奏更快、更愿意尝试新技术的造车新势力的到来,再加上中国消费者对于新科技产品的接受度相对较高,加快了中国汽车工业走向智能化的步伐,也加快了激光雷达进入大规模量产车的步伐。”洛微科技CEO冯宁宁表示。

“激光雷达需要一定的定制化开发,并非可以直接拿来用的标准化产品。”张庭瑞认为,这也是中国激光雷达厂商获得竞争优势的重要原因之一。

由于不同车辆的技术路线、安装位置等方面均有不同,对于产品散热、清洗等方面的要求也不相同。而海外供应商在文化、语言等方面的差异性导致其为中国车企做定制化开发的效率相对较低。

国外公司的天然短板也给了亮道智能这样的车载激光雷达系统供应商更大的发展空间。“我们了解主机厂需求,也拥有本地化开发能力。”张庭瑞表示,“所以,除了自研的侧向激光雷达外,我们会跟国内外头部硬件公司开放合作,让硬件能发挥其该有的水平,也让车企能用到最符合需求的硬件。”

由于海外大型主机厂的发展相对稳健,所以,不论是激光雷达出货量,还是量产车的智能驾驶水准,中国企业在近几年都将持续走在行业前列。

“国外激光雷达公司相继发布了最新商业量产订单,国内头部激光雷达公司也不甘落后,切入全球化市场。因此,从长期来看,海外市场和国内市场仍会保持一个相对同频的发展节奏。”石拓表示。

海外车企更加稳健的路线和中国车企更加积极的打法各有优劣。当市场进入成熟阶段,最终的技术发展都将趋于稳定。

对于激光雷达企业也是如此。中国激光雷达企业在加速上车的同时,海外激光雷达企业也并未停滞不前。在技术路线都处于各有优劣的时代,谁也无法保证会在未来稳赢。

结语

在激光雷达技术路线并未统一,且Velodyne等部分海外巨头市场下滑的背景下,世界激光雷达产业或许已经进入新旧交替的时代。

而在这一行业背景下,大量中国激光雷达企业正在紧紧抓着走向最高峰的机会。不少中国激光雷达企业早已开始走向世界,在海外对手的家门口抢占市场。

亮道智能自不必说。这家激光雷达系统供应商成立之初就开始服务海外企业,宝马、麦格纳都是其重要客户。该企业不止有着大量的主机厂、Tier1从业经验,还拥有与中国团队规模几乎相同的德国团队来长期服务欧洲客户,并拥有自研纯固态Flash侧向激光雷达产品。

此外,禾赛科技、速腾聚创、一径科技、探维科技等多家企业的激光雷达硬件产品也都已经进入海外客户的产品中。其中,禾赛科技目前在中国市场的营收甚至只占到总营收的一半左右,而40%的营收来自北美市场。美国无人配送巨头Nuro、自动驾驶巨头ZOOX等都是禾赛科技的重要客户。

目前的行业发展仍处于早期,中国企业还不能保证长期处于市场领先地位。但王世玮表示:“我相信,中国企业技术迭代的动力和节奏快于国外,这将是一个长期趋势。”

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