汽車“電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化”的趨勢已經(jīng)成為行業(yè)共識。其中,智能化技術(shù)包括搭載先進(jìn)傳感器等裝置提高智能駕駛水平、運(yùn)用AI增強(qiáng)人機(jī)交互體驗等。智能化的普及推動汽車由傳動的出行工具向智能移動空間演進(jìn),是當(dāng)前汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向。汽車智能化升級的邊際成本遞減使得自動駕駛在L3以后升級的速度將加速,要實(shí)現(xiàn)高級別自動駕駛技術(shù)(L4以上),最關(guān)鍵的零部件非“激光雷達(dá)”莫屬。這幾乎已經(jīng)成了一個自動駕駛工程界默認(rèn)的“公理”。
為何激光雷達(dá)可以更快實(shí)現(xiàn)自動駕駛
感知作為智能駕駛的先決條件,其探測精度、廣度與速度直接影響智能駕駛的行駛安全。環(huán)境感知是自動駕駛的基礎(chǔ),提高感知能力是自動駕駛的必修課。自動駕駛的基礎(chǔ)原理與流程在于:首先由感知層的傳感器獲取與構(gòu)建精確路況信息(包含物體建模與車輛定位等),再由感知層輸出的信息進(jìn)行決策規(guī)劃,向執(zhí)行端發(fā)出指令,最后由執(zhí)行端對車輛行為進(jìn)行實(shí)際操控。從L2到L3級別自動駕駛的升級,意味著從輔助駕駛到無人駕駛的躍進(jìn),對于高精度建模、海量實(shí)時運(yùn)算的要求指數(shù)級增長,背后的技術(shù)難度隨之大幅增長,其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)就在于前端感知,即如何感知與構(gòu)建路況的完整模型。
激光雷達(dá)具備高精度和高適用性等諸多特性,加入激光雷達(dá)加強(qiáng)感傳感器硬件的增加可 以顯著提升環(huán)境感知的效果。目前傳感器主要包括攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)等,激光雷達(dá)在所有傳感器中精度最高且對算法依賴較低。視覺系智能駕駛從Mobileye的史開先河到特斯拉的發(fā)揚(yáng)光大,視覺系仍是當(dāng)下智能駕駛主流,但對于是否完全能勝任L3級以上自動駕駛?cè)杂袪幾h。激光雷達(dá)早期高成本導(dǎo)致一直應(yīng)用于Robotaxi等,但本身能達(dá)到的效果和成熟應(yīng)用卻能超越視覺系。激光雷達(dá)作為核心傳感器,能打破視覺系先行者構(gòu)建的算法、數(shù)據(jù)壁壘,有望成為后來者居上的核心傳感器,從商業(yè)上具有極大的市場潛力。
激光雷達(dá)通過主動探測技術(shù),可直接構(gòu)建路況模型,降低分析難度。通過主動探測的方式直接實(shí)現(xiàn)物體、路況建模,極大降低了視覺方案當(dāng)中的分析難度。激光雷達(dá)的核心原理在于運(yùn)用蝙蝠測距用的回波時間測量法,由激光二極管發(fā)出紅外脈沖光,脈沖光照射到物體表面后發(fā)射回一部分光束,光束被激光雷達(dá)上搭載的光子探測器接收并記錄,通過計算發(fā)射和探測的時間差就可以計算出目標(biāo)物表面與激光雷達(dá)探測器之間的距離。由于激光雷達(dá)可在一秒內(nèi)發(fā)射大量的脈沖光,因此可以形成龐大的位置點(diǎn)信息,繪制出物體的精確輪廓,從而構(gòu)建出周圍環(huán)境的三維模型。除了測量距離以外,激光雷達(dá)還可以初步識別物體的材料成分等其他特征,其中運(yùn)用的特性包括誘導(dǎo)多普勒頻移等。
激光雷達(dá)量產(chǎn)在即市場廣闊亟待挖掘
激光雷達(dá)融合高精地圖方案可有效彌補(bǔ)視覺方案環(huán)境依賴度高、算力需求大、探測距離短的缺陷,其性能優(yōu)勢十分貼合整車廠追求高階自動駕駛的需求。激光雷達(dá)方案即在原有感知器件的基礎(chǔ)上增加激光雷達(dá)以完成對道路、車輛信息的探測。激光雷達(dá)通過發(fā)射激光束來測量視場中物體輪廓邊沿與設(shè)備間的相對距離,進(jìn)而將捕捉到的輪廓信息組成點(diǎn)云,并繪制出3D環(huán)境地圖再傳輸?shù)较到y(tǒng)進(jìn)行分析并下達(dá)車輛行駛指令。激光雷達(dá)有效彌補(bǔ)了視覺方案環(huán)境依賴度高、算力需求大、探測距離短的缺陷,實(shí)現(xiàn)了全天監(jiān)測,其性能優(yōu)勢貼合整車廠迫切追求高階自動駕駛的需求,大多整車廠已將激光雷達(dá)歸為面向L3及以上不可或缺的感知器件。
與此同時,激光雷達(dá)3D構(gòu)建能力與準(zhǔn)確的深度知覺,決定了激光雷達(dá)在工業(yè)勘測與自動駕駛界不可撼動的重要地位。2017年,“激光雷達(dá)”得到第一波廣泛關(guān)注,得益于L4自動駕駛商業(yè)化市場。2021年有配激光雷達(dá)的車型就會有23款,一位激光雷達(dá)市場經(jīng)理感慨說,沉寂了這么久,激光雷達(dá)在汽車市場的元年終于來了。到2025年可能會有會有18至20%的新車型搭配激光雷達(dá)。當(dāng)下節(jié)點(diǎn),多家整車廠也宣布未來幾年車型上將搭載激光雷達(dá)產(chǎn)品。例如傳統(tǒng)主機(jī)廠的大眾業(yè)已攜手激光雷達(dá)制造商Aeva,賦能旗下保時捷、奧迪兩個高端品牌。造車新勢力方面,小鵬與大疆孵化的全資子公司覽沃Livox合作,打造的激光雷達(dá)浩界Horiz已前裝上車,探測距離可達(dá)150米。
隨著自動駕駛汽車在全球布局,美國、中國、德國、加拿大等國家在激光雷達(dá)技術(shù)上走在世界前列。當(dāng)下激光雷達(dá)市場競爭格局,全球激光雷達(dá)市場整體都處于研究發(fā)展階段,OEM、零部件巨頭和科技公司都在以不同的方式提前進(jìn)行市場布局。在人人都在喊“軟件定義汽車”,汽車自動駕駛領(lǐng)域自然也吸引了眾多互聯(lián)網(wǎng)廠商和手機(jī)廠商等紛紛入局�！白プ∽詣玉{駛窗口上噴期”的時代,同時軟件定義汽車帶來的軟件收費(fèi)模式以及汽車軟件生態(tài)圈的逐步建立使得汽車行業(yè)由傳統(tǒng)制造業(yè)向科技行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
微美全息3D激光雷達(dá)打造千億藍(lán)海商用方案
作為全球AI計算機(jī)視覺全息AR代表的企業(yè),微美全息以技術(shù)創(chuàng)新之名勇闖自動駕駛和車載市場。相比原有市場的頭部玩家們更加清醒地意識到,激光雷達(dá)市場廣闊的發(fā)展節(jié)點(diǎn)已經(jīng)到來。微美全息在激光雷達(dá)領(lǐng)域緊追其上,預(yù)期產(chǎn)品和大量車企合作伙伴擊中了大眾汽車市場的興奮點(diǎn)。據(jù)悉,微美全息成立于2015年,2020年4月在美國納斯達(dá)克成功上市,納斯達(dá)克股票代碼:WiMi。上市一年整個全息業(yè)務(wù)收入突破7億,還獲得微博等投資機(jī)構(gòu)數(shù)億戰(zhàn)略投資金。
微美全息專注于全息云服務(wù),主要聚集在車載AR全息HUD、3D全息脈沖LiDAR、頭戴光場全息設(shè)備、全息半導(dǎo)體、全息云軟件、全息汽車導(dǎo)航等專業(yè)領(lǐng)域,覆蓋從全息車載AR技術(shù)、3D全息脈沖LiDAR技術(shù)、全息視覺半導(dǎo)體技術(shù)、全息軟件開發(fā)、全息AR廣告技術(shù)、全息AR娛樂技術(shù)、全息ARSDK支付、互動全息通訊等全息AR技術(shù)的多個環(huán)節(jié),是一家全息云綜合技術(shù)方案提供商。在半導(dǎo)體、云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)、5G等領(lǐng)域的應(yīng)用研究與開發(fā)。自2020年7月起,公司開始發(fā)展其半導(dǎo)體業(yè)務(wù),并向企業(yè)客戶提供計算機(jī)芯片產(chǎn)品和中央處理算法及相關(guān)服務(wù)的全面解決方案以及軟件和半導(dǎo)體業(yè)務(wù)。2020年,公司的全息AR業(yè)務(wù)和半導(dǎo)體業(yè)務(wù)分別產(chǎn)生約44%和約56.0%的收入。
微美全息宣布獲得光學(xué)全息用的波形發(fā)生處理裝置的專利后,輔助3D全息脈沖激光雷達(dá)行業(yè)應(yīng)用,也將場景應(yīng)用覆蓋到自動駕駛領(lǐng)域。微美全息開發(fā)3D全息脈沖激光雷達(dá)產(chǎn)品“WiMi HoloPulse LiDAR”,進(jìn)一步擴(kuò)充公司的全息產(chǎn)品組合矩陣。WiMi HoloPulse LiDAR是一款多功能全息脈沖3D固態(tài)激光雷達(dá),目標(biāo)是達(dá)到超過200m的檢測長距離,并且能捕捉高分辨率的3D全息圖像。LiDAR采用MEMS微振鏡,以提供高分辨率、長檢測范圍和寬視場。靈活調(diào)整垂直分辨率和幀速率,例如允許動態(tài)定義聚焦區(qū)域;可靠檢測遠(yuǎn)距離物體的弱反射和近距離物體的強(qiáng)反射;通過濾波、關(guān)聯(lián)性和統(tǒng)計分析確定三維空間中的精確位置;LiDAR傳感器所產(chǎn)生的點(diǎn)云以3D的形式映射傳感器環(huán)境,通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制將命令傳輸給執(zhí)行器并進(jìn)行3D全息數(shù)據(jù)呈現(xiàn)。
微美全息這款多功能全息脈沖激光雷達(dá)傳感器,探測視野大,探測距離遠(yuǎn),具有獨(dú)特的掃描模式 ,尺寸小且重量輕。自帶點(diǎn)云接口,操作時不需要額外連接適配器盒。WiMi HoloPulse LiDAR激光雷達(dá)方案提供與硬件產(chǎn)品配套的軟件開發(fā)包,包括目標(biāo)檢測、分類和計數(shù)等功能。結(jié)合軟件識別算法,可為眾多領(lǐng)域(自動駕駛、環(huán)境感知、3D全息成像、先進(jìn)的駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)、交通管理、3D打印等)提供解決方案,快速拓展全息技術(shù)應(yīng)用市場。在讓這個與自動駕駛密切相關(guān)的零部件市場,自動駕駛界的新興事物,在中國自動駕駛市場和新勢力造車的推波助瀾下,微美全息激光雷達(dá)還在某種程度上成為了一種汽車營銷利器。
微美全息作為全息AR行業(yè)上市公司,擁有較高的全球知名度。微美全息展望預(yù)測激光雷達(dá)市場規(guī)模,隨著自動駕駛驅(qū)動激光雷達(dá)傳感器滲透率提升,L3級別及以上高等級自動駕駛對激光雷達(dá)的需求隨之?dāng)U大,預(yù)計2024年全球激光雷達(dá)市場規(guī)模將超64億美元。2021激光雷達(dá)前裝量產(chǎn)元年已至。
