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新基建来了| 激光雷达对自动驾驶有多重要?是时候了解下了

发布日期 2020-05-07

      新华网北京5月7日电 题:激光雷达对自动驾驶有多重要?是时候了解下了

  新华网 凌纪伟

  盘点前沿科技,自动驾驶无疑占得一席。尤其进入2020年以来,来自政策层面的两大利好加持,有望开启自动驾驶全产业链新一轮腾飞。

  推动自动驾驶向前更进一步,新基建功不可没。3月份以来,新基建无疑是行业最大的话题。在早前公布的新基建七大领域中,人工智能排序靠前,而自动驾驶是人工智能的重要组成部分,更涵盖了人工智能几乎所有的技术类型。4月20日,国家发改委对备受热议的新基建范围作出权威阐释,其中自动驾驶属于融合基础设施当中的智能交通基础设施。可见,自动驾驶一直都在新基建之列,其蕴藏的发展潜力不言而喻。

  2月份,国家发改委、科技部、工信部等11部门联合印发《智能汽车创新发展战略》,这是国家层面绘制的一张顶层蓝图,且明确智能汽车就是具有自动驾驶功能的新一代汽车。这一界定,对自动驾驶各相关产业链极为重要,产业链厂商信心倍增。此外,工信部发布的《汽车驾驶自动化分级》推荐性国家标准于4月9日公示结束,若审批落地,这意味着中国将拥有自己的自动驾驶分级标准。

  国家大力推进自动驾驶发展,在一定程度上突破了大量基础障碍。但如果要继续加速自动驾驶发展进程,还需要在自动驾驶关键基础技术上下更多功夫,比如高精度传感器。作为产业链的一环,传感器供应商能否从中用好契机、承担起责任呢?

  重要性:激光雷达是无人车的眼睛

  芯片、高精地图与导航、算法、仿真、雷达与多传感器融合……自动驾驶的关键技术很多,但传感器无疑决定着无人车能不能走好、走得更远。

  《智能汽车创新发展战略》的一大亮点,就是首次定义了什么是智能汽车:是指通过搭载先进传感器等装置,运用人工智能等新技术,具有自动驾驶功能,逐步成为智能移动空间和应用终端的新一代汽车。在这个定义中,“搭载先进传感器”是智能汽车的重要标签。

  说到传感器,激光雷达、毫米波雷达和摄像头是公认的自动驾驶的三大关键传感器技术。从技术上看,激光雷达与其他两者相比具备强大的空间三维分辨能力。中国汽车工程学会、国汽智联汽车研究院编写的《中国智能网联汽车产业发展报告(2019)》称,当前在人工智能的重要应用场景智能网联汽车的自动驾驶和辅助驾驶领域中,激光雷达是实现环境感知的核心传感器之一。报告认为,在用于道路信息检测的传感器中,激光雷达在探测距离、精准性等方面,相比毫米波雷达具有一定的优势。

  无人车的“眼睛”,这是很多人对激光雷达的形象说法。尤其是以摄像头作为传感器的特斯拉自动驾驶汽车接连出现几起安全事故后,业内警醒,完全的无人驾驶无法脱离激光雷达“眼睛”的庇护。

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禾赛科技激光雷达产品

  实力与能力往往是相匹配的,担纲无人车的“眼睛”,激光雷达有其技术优势。例如,在静态目标的扫描中,以禾赛科技为代表的“国产”激光雷达公司产品表现不俗——点云密度方面,禾赛的64线激光雷达Pandar64获得目标物体返回点数最多,甚至排在了一款由国外大厂制造的128线激光雷达的前面。而在同时使用多个激光雷达的测试中,国产激光雷达的表现也十分突出,强大的抗干扰能力为中国企业的产品加分不少,这是中国企业在高精尖制造领域的实力彰显。

  激光雷达是车辆安全和智能化的核心高端传感器,激光雷达也是我国智能汽车战略大力发展的关键基础技术之一。

  对比《智能汽车创新发展战略》意见征集稿和正式印发版就会发现,在有关核心供应链环节的表述中,意见稿中的“重点推动传感器”被修改为“车载高精度传感器”。这一修改目标更为明确,即培育发展“高精度传感器”。产业方面,发展战略要求推进车载高精度传感器等产品研发与产业化,促进激光/毫米波雷达等自主知识产权军用技术的转化应用。可见,下一步投资建设的落地点,在传感层的机会就在于高精度、高准确度的传感器。国内,更多“禾赛”将从中受益。

  政策机遇:巨量需求5年内释放

  自动驾驶几乎集成了人工智能所有的技术板块。新基建给自动驾驶领域带来的利好在于,为智能汽车提供了相匹配的信息化的道路和交通环境,增强了车路协同。比如,中国首条自动驾驶超级高速杭绍甬智慧高速已开建,将提速自动驾驶商业化。

  新基建是实实在在的商机。工信部曾预测,2020年中国智能网联汽车市场规模可达1000亿元以上。今年以来,从中央到地方积极部署落实新基建,部分地区上马了一批智慧交通项目,间接拉动自动驾驶产业链逐渐升温。自动驾驶作为新基建重要组成部分,也正吸引大量高科技企业加入“赛道”。除了BAT和华为之外,像中兴、大唐这类通信领域的企业,蘑菇车联这类车联网企业,希迪智驾这类自动驾驶初创企业,做ETC的金溢科技、万集科技,高德地图、四维图新这类图商都开始跑步入场。而像禾赛科技等这些自动驾驶智能硬件制造商,原本就已经在激光雷达行业深耕多年,并在基于自动驾驶应用下的环境感知系统领域深耕多年,成为细分赛道的领跑者。

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国家智能网联汽车测试区——百度自动驾驶正在进行路测,车顶搭载了禾赛Pandar 40P激光雷达

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AutoX无人车体验招募项目——Robotaxi 车队整装待发,车顶搭载禾赛Pandar 64激光雷达

    具体到感知层面来看,激光雷达是自动驾驶汽车最重要的增量配件之一。谷歌、奥迪、福特和百度等公司研发的无人驾驶汽车基本都采用了激光雷达。目前,自动驾驶逐渐向产品化、商业化过渡,而且很多车企已经意识到,将完全自动驾驶汽车的部署瞄准自动驾驶出租车这一领域,有可能为最终自动驾驶乘用车的量产铺平道路。4月20日,百度无人驾驶出租车Robotaxi正式落地长沙,这是国内第一次面向大众开放测试自动驾驶出租车服务;4月27日,高德地图与自动驾驶公司AutoX在上海正式启动了Robotaxi无人车体验招募项目,标志着无人驾驶已然迈向进一步商业化的道路……值得注意的是,上述项目均采用了包括禾赛科技在内的国产制造商的激光雷达。

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疫情期间,支援武汉方舱医院的无接触配送小车为医护人员运送物资,车顶搭载禾赛Pandar 40P激光雷达

  不仅是无人驾驶出租车,京东、美团等电商平台则结合物流商业场景发力无人车的短距离配送。而在今年疫情期间,武汉方舱医院的无接触配送小车也搭载了激光雷达。事实上,诸多车企与阿里、腾讯等互联网巨头也纷纷布局无人驾驶领域。其中,很多布局自动驾驶领域的公司,都选择了国产激光雷达公司的产品。

  按照《智能汽车创新发展战略》规划,到 2025 年,中国将实现有条件自动驾驶的智能汽车达到规模化生产,实现高度自动驾驶的智能汽车在特定环境下市场化应用。这意味着未来5年,如果使用激光雷达的无人驾驶技术取得成功并进行量产,将带来巨量的激光雷达需求。

  中国的自动驾驶已经走上换道超车之路,充分体现在各个细分领域的发展上。就激光雷达领域而言,以禾赛科技等为代表的激光雷达“国产力量”正在崛起,产品性能受到业界广泛认可。禾赛的产品线包括机械式激光雷达、固态激光雷达及多传感器融合系统,主要客户涵盖全球自动驾驶科技公司、车企、一级供应商。在加州65家拥有自动驾驶公开道路测试牌照的公司中,超过1/2是禾赛科技的客户。

  政策刺激是从行业整体出发,具体到自动驾驶行业中的各个垂直领域,激光雷达是突破自动驾驶技术瓶颈和大规模量产的必经之路。

  未来趋势:自主创新降本提质

  自动驾驶车辆所需要的雷达目前面临着技术和成本困扰。受制于种种因素,打造一款能够量产使用的车规级激光雷达难度巨大。

  国外机械式激光雷达市场起步较早,技术较为成熟。相比美国、德国、以色列等开发的激光雷达,国内的产品已然可以平分秋色。由于技术壁垒高,国内主攻研发用于无人驾驶汽车的激光雷达的“玩家”并不多。虽然研发难度较大,盈利也比较难,但几家创业企业开发的多款具有竞争力的创新产品迅速打入国内外市场,已赶超国外企业。比如,禾赛科技的产品技术路线及优势表现在测距性能优越,具有激光雷达抗干扰核心技术,核心器件自主开发,自建产线实现机械式激光雷达稳定量产,其产品在实际使用过程中展现了明显的性能优势,并且供应链优势比欧美更胜一筹。日前,一权威测评网站连载报告显示,德国大学生方程式赛车大赛,这一被称为“欧洲顶级工程师摇篮"的重要赛事,其中排名前5的车队,有4家采用禾赛科技的激光雷达作为传感器的最终选择。能够满足如此严苛赛事要求的激光雷达,也正在通过禾赛这样的中国公司,同时应用于国内日常自动驾驶应用场景下。

  市场对自主创新的认可,其实也是中国发展智能汽车的方向所在。对比《智能汽车创新发展战略》意见修改稿可以发现,原先主要任务“突破关键核心技术”,改为“突破关键基础技术”。这说明未来智能汽车的长远发展,不仅要突破核心技术,而且必须依赖自主研发,使之成为基础性优势。中共中央、国务院去年9月印发的《交通强国建设纲要》也指出,要加强智能网联汽车(智能汽车、自动驾驶、车路协同)研发,形成自主可控完整的产业链。

  眼下,想在无人车上普及激光雷达,应该考虑的是如何降低价格。价格太贵是阻碍自动驾驶技术快速推进的原因之一。在激光雷达领域,存在着这样一个现象,全球最大的激光雷达供应商的产品单价可达几十万元。这与无人车的规模商用要求相去甚远,这也说明在激光雷达这类硬件领域,仍然存在巨大变革机会。

  近日,名古屋大学测评了来自全球的数家激光雷达厂商的12款激光雷达产品,结果显示禾赛科技等国产激光雷达实力不俗,在很多性能上已经赶上甚至超越国外大厂的产品。作为公司自主创新的标志性成果,禾赛在2019年推出了激光雷达产品“PandarGT 3.0”,其中使用了自主研发的高速振镜系统和激光器,在低成本量产、车规化和产品整体性能可靠性上迈出了重要一步。

  实际上,降低成本的终极之策还在于加快、加大量产。在激光雷达的成本构成中,除了物料外,还包括量产成本,且占据较大的成本比重。业内一般认为,目前激光雷达依然还十分昂贵的主要原因是自动驾驶产业还未落地,需求量没达到一个质的提高。国外某大品牌也表示,如果能接到10万台的订单,其128线产品的价格就能够做到1000美金以内。

  据全球市场调研机构IHS Market预测,2025 年 L3、L4/5 渗透率分别有望达到 15%、5%,2030年国内自动驾驶出行服务收入规模有望突破万亿。《中国智能网联汽车产业发展报告(2019)》认为,激光雷达是未来L4~L5级自动驾驶的核心传感器之一,将逐步由现在的机械旋转式向成本更低、可靠性更高的全固态化、芯片化的方向发展。从国内外主流厂商的市场行为报道和产品发布计划分析,车用激光雷达正在朝着高性能、低成本、芯片化、固态化方向发展。

  综上,无论是国家制定的发展战略目标,还是产业链企业的创新实践,仅从自动驾驶应用层面而言,激光雷达技术将在今后一段时间保持强劲增长势头。不难看到,最近激光雷达市场非常火热,是因为种种利好迹象表明,一旦无人驾驶技术成熟商用,每台车的顶部都需要装载不止一台激光雷达,这将是一个无比巨大的市场,是时候下注激光雷达领域未来的独角兽了!