2000年代中期，Velodyne在發(fā)明了現(xiàn)代3D(三維)LiDAR(激光雷達(dá))掃描儀,。但近年來(lái)，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為,，Velodyne的設(shè)計(jì)(將64個(gè)激光器安裝于一個(gè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái))很快將被新一代固態(tài)LiDAR傳感器淘汰,，這類固態(tài)傳感器僅使用單個(gè)固定激光器進(jìn)行場(chǎng)景掃描。想了解相關(guān)內(nèi)容嗎,？來(lái)看本文下面內(nèi)容,。

　　但是一家名為Ouster的創(chuàng)業(yè)公司正試圖挑戰(zhàn)這一觀點(diǎn)，正以極具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格銷售類似Velodyne的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械LiDAR,。近期,，我們有幸與Ouster首席執(zhí)行官Angus Pacala進(jìn)行了對(duì)話，他對(duì)旋轉(zhuǎn)式和固態(tài)LiDAR之間的優(yōu)劣權(quán)衡有著獨(dú)到的專業(yè)見(jiàn)解,，因?yàn)镻acala之前曾是固態(tài)LiDAR最著名的創(chuàng)業(yè)公司——Quanergy的聯(lián)合創(chuàng)始人,。

　　在我們的談話中，Pacala拒絕了評(píng)價(jià)其前任公司,。但行動(dòng)勝于雄辯。我們可以認(rèn)為,，作為Quanergy的聯(lián)合創(chuàng)始人,，Pacala肯定非常了解固態(tài)LiDAR技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。而當(dāng)他決定創(chuàng)建另一家LiDAR公司時(shí),，他決定不再做固態(tài)LiDAR,，這或許能說(shuō)明一些問(wèn)題。

　　“固態(tài)LiDAR”實(shí)際上是一類涵蓋幾種非旋轉(zhuǎn)式機(jī)械LiDAR設(shè)計(jì)的總稱,。主要可分為三種技術(shù)方案：一種為MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))方案,，采用微型MEMS掃描鏡來(lái)控制激光束;另一種，采用稱為光學(xué)相控陣的技術(shù)來(lái)控制激光束,，而無(wú)需任何運(yùn)動(dòng)部件;第三種,，則被稱為泛光(Flash)成像LiDAR，無(wú)需光束轉(zhuǎn)向,，只需一次閃光即可照明整個(gè)場(chǎng)景,，再通過(guò)類似于數(shù)碼相機(jī)的二維陣列圖像傳感器探測(cè)返射回來(lái)的光線。

　　Pacala此前創(chuàng)辦的Quanergy雖然沒(méi)有詳細(xì)公開(kāi)解釋其技術(shù)細(xì)節(jié),，但是根據(jù)報(bào)道判斷,，該公司主要采用的是光學(xué)相控陣方案,。

　　由于很微小或沒(méi)有移動(dòng)部件，所有這三種設(shè)計(jì)方案都可能帶來(lái)更堅(jiān)固,、更經(jīng)濟(jì)的LiDAR傳感器,。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，業(yè)內(nèi)倡導(dǎo)將幾乎所有的電子器件(包括激光器本身,、光束控制電路,、檢測(cè)器和運(yùn)算支持)都集成封裝在一起。因而,，未來(lái)消費(fèi)類產(chǎn)品中的固態(tài)LiDAR很可能將不像旋轉(zhuǎn)式機(jī)械LiDAR那樣,，必須突兀地安裝在汽車頂部才能正常工作。

　　這在理論上聽(tīng)起來(lái)不錯(cuò),，Pacala在2012年聯(lián)合創(chuàng)立Quanergy公司時(shí)大概也是這么認(rèn)為的,。但是，后來(lái)他顯然改變了想法,，因?yàn)樗牡诙蜭iDAR創(chuàng)業(yè),，采用了更傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械LiDAR方案。

　　旋轉(zhuǎn)式機(jī)械LiDAR有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)

　　Pacala指出了傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式機(jī)械LiDAR設(shè)計(jì)的幾大優(yōu)勢(shì),。其中,，最明顯的優(yōu)勢(shì)是其360°視場(chǎng)。 我們可以在汽車頂部固定安裝一個(gè)激光雷達(dá),，從而360°地感知汽車周圍的情況,。相比之下，固態(tài)LiDAR需要固定在某些適當(dāng)?shù)奈恢?例如車身前后方或四角),，視場(chǎng)角一般在120°或以內(nèi),。因此，自動(dòng)駕駛汽車采用固態(tài)LiDAR傳感器,，至少需要4臺(tái)才能達(dá)到跟旋轉(zhuǎn)式機(jī)械LiDAR一樣的覆蓋范圍,。

　　另一個(gè)不太明顯的優(yōu)勢(shì)是，人眼安全法規(guī)允許運(yùn)動(dòng)的激光源發(fā)射比固定激光源更高的功率,。

　　據(jù)Pacala介紹,，所有1級(jí)安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須確保人員不眨眼直視激光設(shè)備數(shù)秒鐘，仍然不會(huì)受到傷害,。

　　當(dāng)采用固態(tài)掃描單元時(shí),，如果人眼處于激光掃描器幾英寸的地方，可能會(huì)導(dǎo)致100%的激光射入眼內(nèi),。但是如果采用旋轉(zhuǎn)式LiDAR傳感器時(shí),，激光只集中于某個(gè)特定的方向，只有360°旋轉(zhuǎn)的一小部分。因此,，旋轉(zhuǎn)式LiDAR可以為每個(gè)激光脈沖提供更高的功率,，而不會(huì)造成眼睛損傷。這樣可以更容易地檢測(cè)到返射光,，因此在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái),，旋轉(zhuǎn)式LiDAR單元可能要比固態(tài)LiDAR單元具有更大的探測(cè)范圍優(yōu)勢(shì)。

　　上圖為谷歌早期的自動(dòng)駕駛原型車,。車頂有一個(gè)巨大的旋轉(zhuǎn)式LiDAR傳感器,，前翼子板上有個(gè)黑色的雷達(dá)(共4個(gè))，后輪上安裝有“車輪編碼器”,，車內(nèi)還有視頻攝像頭,。這款原型車裝配的各類傳感器總價(jià)高達(dá)15萬(wàn)美元

　　同時(shí)，大部分領(lǐng)先的固態(tài)LiDAR設(shè)計(jì),，都面臨著“遠(yuǎn)距離探測(cè)”這個(gè)顯著的挑戰(zhàn),。

　　MEMS系統(tǒng)中的微型掃描鏡能投射的激光量有限。這使得遠(yuǎn)處物體反射激光束并被探測(cè)的難度很大,。光學(xué)相控陣方案相對(duì)于其它技術(shù),，產(chǎn)生的光束發(fā)散性更大，因此很難兼顧長(zhǎng)距離,、高分辨率和寬視場(chǎng),。

　　而對(duì)于泛光成像LiDAR，每次發(fā)射的光線會(huì)散布在整個(gè)視場(chǎng)內(nèi),，這意味著只有一小部分激光會(huì)投射到某些特定點(diǎn),。此外，光電探測(cè)器陣列中的每個(gè)像素都必須非常小,，限制了它可以捕捉的反射光量,。

　　“固態(tài)LiDAR方案挑戰(zhàn)很大，” Pacala表示,。他提出，傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式LiDAR技術(shù)擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),，在接下來(lái)的十年將繼續(xù)保持一定的市場(chǎng)地位,，尤其是在高端市場(chǎng)。

　　據(jù)Pacala預(yù)測(cè),，絕大部分LiDAR系統(tǒng)將在未來(lái)十年逐步轉(zhuǎn)為固態(tài)方案,，但是，仍將會(huì)有一些具有真正高性能和高價(jià)值的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械LiDAR傳感器,。

　　Pacala用硬盤市場(chǎng)做了一個(gè)有趣的比喻,。15年前左右，固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備越來(lái)越受歡迎，特別是在移動(dòng)設(shè)備中,。然而,，時(shí)至今日仍然有大量具有旋轉(zhuǎn)磁盤的傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動(dòng)器正在銷售。因?yàn)?，這種設(shè)計(jì)提供了高容量和低成本的完美組合,。

　　同樣，Pacala預(yù)計(jì)未來(lái)的低端激光雷達(dá)設(shè)備將大多采用固態(tài)設(shè)計(jì),，就像今天的大部分移動(dòng)設(shè)備都采用固態(tài)存儲(chǔ)一樣,。但對(duì)于要求最苛刻的應(yīng)用(包括自動(dòng)駕駛汽車)，他預(yù)計(jì)高端旋轉(zhuǎn)LiDAR還將占據(jù)重要的市場(chǎng)位置,，提供遠(yuǎn)距離,、高分辨率和更寬廣的視野。

　　Ouster對(duì)Velodyne帶來(lái)了價(jià)格壓力

　　雖然Ouster采用了與Velodyne相同的基本技術(shù)方案,，但Ouster提供了透明且激進(jìn)的定價(jià)方案,，這可能會(huì)讓Velodyne略感頭疼。

　　64線OS-1在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)演示

　　Ouster目前提供了三種LiDAR型號(hào)：一款低端的16線LiDAR傳感器OS-1,，售價(jià)3500美元,，一款64線OS-1版本，售價(jià)12000美元,，以及一款探測(cè)距離更長(zhǎng)的64線傳感器OS-2,，售價(jià)24000美元。

　　那Velodyne的產(chǎn)品售價(jià)如何?Velodyne的16線LiDAR“傳感冰球”的售價(jià)為4000美元,，這與Ouster的3500美元16線機(jī)型大致相當(dāng),。

　　就在去年12月，福布斯報(bào)道稱,，Velodyne老款64線機(jī)型的售價(jià)仍然高達(dá)75000美元,，僅比10年前的85000美元略有降幅。

　　當(dāng)Velodyne總裁Marta Hall被問(wèn)及Velodyne的HDL-64E與64線OS-1的價(jià)格比較時(shí),，她回答道：“Velodyne的HDL-64E是十年前開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品,，自那時(shí)起，Velodyne已經(jīng)做出了很多改進(jìn),。請(qǐng)將Ouster 的LiDAR產(chǎn)品跟Velodyne最新的128線LiDAR傳感器VLS-128比較才夠合理,，VLS-128的批量定價(jià)將是12000美元或以下?！?/p>

　　的確,，VLS-128比Ouster的OS-1擁有更驚人的參數(shù)規(guī)格。Velodyne這款高端LiDAR單元具有更大的探測(cè)范圍,，比Ouster售價(jià)24000美元的OS-2更加吸引人,。擁有一臺(tái)VLS-128的成本將是多少?Hall表示它目前“尚未定價(jià)銷售,。”當(dāng)然她也沒(méi)有明確表示大批量客戶現(xiàn)在是否可以拿到12000美元或更低的價(jià)格,。

　　說(shuō)到底,，LiDAR單元的單價(jià)并不重要。所有這些LiDAR廠商的長(zhǎng)期目標(biāo),，是以數(shù)千甚至數(shù)百萬(wàn)臺(tái)為單位出售這些傳感器,，用于消費(fèi)級(jí)車輛。批量采購(gòu)LiDAR的汽車制造商,，肯定能從單個(gè)價(jià)格中獲得很大折扣,。

　　但是，像Ouster那樣公布立即交付的具體價(jià)格有助于建立信譽(yù),。我們相信Velodyne將會(huì)盡一切努力在未來(lái)的某個(gè)時(shí)間點(diǎn),，匹配Ouster打出的12000美元價(jià)格牌。但是,，未來(lái)要做到這一點(diǎn),，與今天能夠做到這一點(diǎn)并不是一回事，不是嗎?

　　LiDAR創(chuàng)業(yè)公司Luminar首席執(zhí)行官Austin Russell對(duì)于LiDAR成本問(wèn)題,，也表示：“對(duì)于消費(fèi)級(jí)汽車來(lái)說(shuō),，這類LiDAR系統(tǒng)的售價(jià)的確需要低至小幾千美元或以下”，并承諾價(jià)格對(duì)Luminar來(lái)說(shuō)不是問(wèn)題,。聽(tīng)Austin Russell的意思,，Luminar的LiDAR傳感器似乎還沒(méi)有達(dá)到“小幾千美元”的價(jià)格目標(biāo)，目前實(shí)際上可能要比那個(gè)目標(biāo)數(shù)字更高,。

　　總的來(lái)說(shuō),，通過(guò)與Ouster首席執(zhí)行官Pacala的交流，使我對(duì)LiDAR成本很快能夠得到大幅降低持謹(jǐn)慎樂(lè)觀態(tài)度,。不過(guò),，價(jià)格確實(shí)正在下降，正如Velodyne今年宣布16線產(chǎn)品降價(jià)50%,。如果你愿意接受探測(cè)范圍略小,、分辨率更低的LiDAR解決方案，你可以找到售價(jià)幾千美元甚至幾百美元的LiDAR單元,。

　　但是,，市場(chǎng)上最好的LiDAR單元(可能也是唯一能真正支持全自動(dòng)駕駛汽車的那些LiDAR單元)，仍然需要花費(fèi)數(shù)萬(wàn)美元,。

　　值得注意的是，另一個(gè)LiDAR技術(shù)主要競(jìng)爭(zhēng)廠商Waymo,。這家Alphabet(谷歌)子公司近十年一直在研究自動(dòng)駕駛汽車,，他們已經(jīng)從使用Velodyne的LiDAR系統(tǒng)轉(zhuǎn)為采用他們自己生產(chǎn)的LiDAR技術(shù),。

　　并且，該公司仍在使用相同的傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式機(jī)械LiDAR方案,，但據(jù)報(bào)道,，Waymo已經(jīng)研究出如何將LiDAR單元的成本降低10倍。由于市場(chǎng)沒(méi)有公開(kāi)Waymo的原始成本數(shù)據(jù),，因此無(wú)法判斷其產(chǎn)品的具體價(jià)格,，但可以肯定的是，Waymo的LiDAR單元成本不會(huì)超過(guò)8500美元,，并且有可能少于這個(gè)數(shù)字,。

　　如果你不是一家像Waymo這樣的公司，那自己解決這個(gè)問(wèn)題可能很困難,。一款產(chǎn)品再?gòu)?fù)雜,，只要產(chǎn)量上去了，價(jià)格自然會(huì)下降,。目前,，LiDAR傳感器的市場(chǎng)需求只是未來(lái)五到十年內(nèi)的一小部分，到了那時(shí)無(wú)人駕駛出租車公司將開(kāi)始大舉擴(kuò)大車隊(duì)規(guī)模,。隨著LiDAR生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,，制造技術(shù)的不斷改進(jìn)以及規(guī)模經(jīng)濟(jì)所帶來(lái)的影響，LiDAR傳感器勢(shì)必會(huì)越來(lái)越便宜,。