．車用雷射雷達產業發展現狀及趨勢

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来源：盖世汽车

據IHS Supplierinsight預計，汽車製造商計劃在未來3-5年推出自動駕駛車輛，雷射雷達供應商勢必會大力研發低成本、易安裝的雷達系統，並擴大其生產規模。

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谷歌、福特、優步等各大公司，都在大力研發自動駕駛車輛，該類車輛對雷射雷達的依賴性較大，需借助雷達更好地辨識車輛的周邊環境，以便為車主提供導航服務。如今，在美國及全球其他地方的公路上，經常可以見到車頂裝有雷射雷達系統的測試車輛，其搭載的雷達系統也頗為惹眼。

雷射雷達利用遙感技術（remote sensing technology），探測車輛與目標物間的距離，還能對行駛路徑上的目標物進行探查，同時為地圖繪製提供輔助。

通常，傳感器借助雷射來照亮車輛周邊，然後進行光學分析，創建高清數位影像，可對車輛周邊100米內的範圍，進行全方位地探查，對繪製地圖而言，其作用非常重要。

雷達技術通常採用聲波探測目標物的速度、範圍及角度，雷射雷達與之相比，更具優勢。然而，金屬材料的雷達反射效果最強，但非金屬材料反射效果較差，或許壓根無法反射雷達波。

截止至目前，大多數正在開發自動駕駛車輛的企業紛紛表示，雷射雷達是自動駕駛車輛的核心部件，其定位的精度及可靠性高，但特斯拉不認同該觀點。

特斯拉從去年11月起，就為旗下所有車輛配置了第二代「Autopilot」駕駛輔助系統，該公司聲稱憑借該系統將實現完全自動駕駛。Autopilot 2.0的主要硬體包括8個攝影機，及12個超音波傳感器（ultrasonic sensors），在車輛半徑250米範圍內，可提供360度全景圖像。

供需缺口不斷拉大

近年來，各大車企都越發關注自動駕駛車輛的研發，這導致對雷射雷達傳感器的需求量激增。除了自動駕駛車輛外，HERE與TomTom等地圖公司，也採用了搭載雷射雷達系統的車輛，進行3D高清地圖的繪製，前者對未來的自動駕駛車輛而言，也是不可或缺的重要一環。

雷射雷達還被用於某些先進駕駛輔助系統（ADAS），如：自適應巡航控制（ACC）、前車碰撞警示（FCW）及自動緊急制動（AEB）。除了汽車業外，雷射雷達還被應用於安全、機器人及工業應用中。

汽車市場對雷射雷達的需求量激增，這一情況使得供應商們措手不及。據媒體報導，如今雷射雷達供應商的數量相當少，現有的供應商也都在提升產能，以便滿足不斷走強的市場需求。

威力登（Velodyne）的雷達系統，被從事自動駕駛車輛研發工作的眾多企業所青睞，其產品被廣泛應用於各自的測試車輛中。威力登於今年一月在美國加州聖荷西（San Jose, California）開了一家超級工廠，該公司的總裁兼首席運營官Mike Jellen向IHS SupplierInsight透露，今年第一季（截止至3月31日）公司的雷射雷達產量翻番，公司力圖在2017年和2018年，使其產量實現3-5倍的成長。

新競爭者紛紛進入雷射雷達市場

汽車應用對雷射雷達需求頗為強大，這吸引了不少新的競爭者進入該新興領域。這類公司正期望實現商業化生產，並於今年或2018年實現雷射雷達的發貨。

例如：Quanergy公司開始加快了旗下的固態雷射雷達傳感器S3的生產活動，該設備將在今年內被應用於ADAS和自動駕駛車輛中。去年，Quanergy從投資商處募得了9000萬美元，用於提升其固態雷射雷達傳感器的產量。

最近，Luminar發佈了一款雷射雷達，用於自動駕駛車輛，公司宣稱已實現生產。公司還表示，該款雷射雷達的分辨率是市面上同類產品的50倍，其探測範圍則是同類產品的10倍。據稱，Luminar正與四家公司合作，共同研發自動駕駛車輛。

為此，Luminar將向其客戶提供100個雷射雷達，用於開放測試（beta testing）。公司計劃在佛羅里達州的奧蘭多的工廠內，實現商業化生產，公司雄心勃勃，計劃在今年末前完成10000個雷射雷達的發貨。

由於ADAS及自動駕駛應用，對雷射雷達的需求量極大，傳統的汽車供應商也被吊足了胃口。一部分的供應商正在與現有的雷射雷達公司，建立策略合作關係或對其進行策略投資，以便能夠獲得該項先進的技術。

去年8月，採埃孚收購了Ibeo汽車系統公司（Ibeo Automotive Systems）四成的股份，後者是一家德國公司，致力於雷射雷達技術。大陸則收購了Advanced Scientific Concepts（ASC）公司的高清3D閃存雷射雷達業務（Hi-Res 3D Flash Lidar business）。

另一家德國供應商——博世採用風投的方式對雷射雷達初創公司TetraView進行了戰略投資。日本供應商——電裝公司參與了雷射雷達初創公司TriLumina的資金募集環節。

麥格納則與以色列的Innoviz Technologies公司合作，共同研發固態雷射雷達方案；法雷奧與LeddarTech進行策略合作，共同研發低成本固態激光雷達。

挑戰——雷射雷達成本居高不下

儘管雷射雷達比雷達及其他傳感器具有優勢，車輛周邊的影像也更為精準。但若要大批量推廣，其成本花費太高，令人望而卻步。谷歌自動駕駛車輛項目（即現在的Waymo）的首輛自動駕駛車輛，就採用了威力登的雷射雷達，其價格高達7.5萬美元/個，價格之高令人咋舌。

雷射雷達供應商都很清楚，他們需要研發低成本的雷射雷達產品，以便推廣其應用。威力登與Waymo攜手合作，致力於降低激光雷達的價格，目前其產品價格在8000-30000美元之間，具體價格視產品發射的雷射數量而異。

2016年8月，威力登獲得了福特及百度1.5億美元的投資，用於尋找新途徑，進一步降低雷射雷達的成本。就在1個月前，威力登發佈了一款新型雷射樣品VLP-16（也叫Puck），其價格為7999美元。威力登預計，待量產後其價格將進一步下降。

今年4月，威力登公佈了新款低成本雷射雷達傳感器Velarray，公司表示，在量產後成本將下落到數百美元。然而，其他雷射雷達傳感器，均可提供360度水平視域（horizontal field of view，FOV），Velarray的水平視域只有120度，這意味著自動駕駛車輛搭載需要更多的雷射雷達，以便獲得相似的水平視域。威力登將於明年，在聖荷西工廠啓動Velarray雷射雷達的生產。

威力登旨在提供比Velarray更為廉價的雷射雷達。Jellen向IHS SupplierInsight透露：「威力登繼續提升其產品路線圖，以便其提供的產品，能符合專業性能、產量及價格等目標要求。我們的策略核心，在於採用具有成本效益的專用整合電路（ASIC）技術。」

Waymo的測試車輛，一直在採用威力登的雷射雷達，但該公司也在自行研製價格，更為合理的雷射雷達產品。今年1月，Waymo宣稱其已將雷射雷達的成本降低了九成多。公司旨在進一步削減雷射雷達的價格，使價格變得更為實惠。

尺寸及設計的複雜性問題

除了成本高外，減低其產品的重量並縮減其尺寸也是雷射雷達供應商們正在設法解決的兩大難題。威力登HDL 64E雷射雷達目前被大多數車企及技術公司，應用於旗下的自動駕駛測試車輛中，若不計電纜，其產品的重量約為12.7 kg。

公司還試圖大幅降低另外三款雷射雷達傳感器的重量，並將HDL-32E、Puck Hi-Res和Puck Lite的重量分別減至為1 kg、830 g和950 g。

雷射雷達公司還需要關注雷達尺寸，及在自動駕駛車輛上的裝配位置，以便雷達能與車輛的總體設計相融合，既不失美觀，又符合動力學。

大多數測試車輛都將雷射雷達安裝在其頂部，若量產的話，車頂位置並未來不太適宜。在去年的國際消費電子展（CES）上，威力登展示了旗下的固態hybrid-ultra Puck Auto雷達產品，其結構緊湊，可被安裝在側視鏡內。公司的新款Velarray雷達傳感器，也採用了緊湊型設計，可無縫嵌入車輛前方、後方及各個角落。

在今年的國際消費電子展上，Quanergy展示了一款掌中型固態雷射雷達S3，或將隱入車輛車身內，無需破壞車輛的整體設計美感。公司還與日本照明設備供應商小糸製作所（Koito）展示旗下的S3雷射雷達是如何無縫裝到車輛車頭燈內的。將雷射雷達放在車頭燈的下方，還能防止該設備受到沙塵、污漬及水的侵害。

大多數車企、技術公司及初創公司，都在大力研發自動駕駛車輛，這類公司將在未來3-5年投放其自動駕駛車輛，這意味著雷射雷達供應商們，只有數年時間改進其現有產品，克服成本、重量、尺寸、設計，及無縫供應上的諸多挑戰和難題。

據IHS Markit預測，截止至2025年，自動駕駛車輛的銷量將達到60萬輛。截止至2035年，其數量還將繼續增長，或將達到2100萬輛。

假設，平均每輛自動駕駛車輛，使用兩個雷射雷達傳感器，那麼這意味著未來數年內，雷射雷達供應商們將面臨海量的需求。