近期有消息稱，禾賽科技會在即將開幕的中國國際工業(yè)博覽會上，首次對外發(fā)布無人車及輔助駕駛可用的32線激光雷達（LiDAR）。
禾賽方面表示，32線LiDAR可以實現(xiàn)150米的探測距離，采用機械旋轉設計，水平視場角360°，垂直視場角30°。產品已經在內部路測，這是國內第一家多線激光雷達生產商首次公開展示32線激光雷達產品及其實測效果視頻。據(jù)禾賽創(chuàng)始人李一帆透露，這款32線激光雷達明年年初將會小批量供貨，屆時價格會"非常有競爭力"。
翻翻新聞就會發(fā)現(xiàn)，國內激光雷達企業(yè)好像在近半年迎來了產品爆發(fā)。北科天繪在2016年5月推出了首款16線360度導航LiDAR ——R-Fans。速騰聚創(chuàng)（RoboSense）在10月28日也對外發(fā)布了RS-LiDAR，是一款16線激光雷達。在國外品牌壟斷車載激光雷達市場的大背景下，自主多線激光雷達產品的誕生，為拉低產品售價帶來了更多可能。
自動駕駛為什么需要激光雷達
一則本周的新聞引發(fā)了討論。在特斯拉數(shù)起安全事故之后，馬斯克在本周三宣布，明年所有量產的Model S，Model X和Model 3車型，都將配備能夠在某一程度實現(xiàn)最高級別自動駕駛（Level 5）的傳感器，包括8個攝像頭、12個全新超聲波傳感器以及一個前向探測雷達。馬斯克把“攝像頭+毫米波+超聲波”的傳感方案貫徹到底，自始至終都沒有考慮激光雷達。
車用激光雷達就這樣被馬斯克“嫌棄”了。
眾所周知，全自動駕駛已經解放了人類的手腳、雙眼，在環(huán)境感知時必須滿足任何時間任何天氣下對周圍環(huán)境360度探測，而現(xiàn)階段單靠其中一種傳感器都無法滿足這個要求。
馬斯克的想法可以猜到一二。“攝像頭+毫米波雷達+超聲波雷達”因為價格低廉，可以做到最快速度產品化。讓更多自動駕駛功能被用起來，然后通過眾包采集的方式，來提供完善算法所需的有效數(shù)據(jù)，這是馬斯克的思路，目標是“挖掘軟件算法潛力來克服硬件瓶頸，實現(xiàn)全自動駕駛”。
另一種思路就是把各種“不完美”的傳感器組合起來。
攝像頭擅長識別（物體是車還是人、標志牌是什么顏色），但容易受光線、天氣影響，在強光直射時會出現(xiàn)致盲，運氣最差的時候會導致整個傳感器失靈。毫米波雷達在不同光線和天氣中表現(xiàn)出較強的可靠性，主要作用也是檢測追蹤物體，但分辨率相對較低，看東西像近視眼沒戴眼鏡，并且檢測行人的能力不足；激光光束的聚攏特性，不會因為衍射而錯過細小物體，不過因為整體技術不如毫米波成熟，在雨霧天的表現(xiàn)會收到影響。
這種路線認為，在“硬件萬無一失”的前提下，可以簡化算法更快實現(xiàn)功能。沒有一個傳感器可以獨當一面，激光雷達也不例外。但是因其精準快速的特點，成為必不可少的補充。
對還處在百花爭鳴階段的自動駕駛來說，時間會驗證技術路線的可行性。但不可否認的是，一種被不少人認可的主流技術方案里，激光雷達與自動駕駛在一起已是板上釘釘?shù)氖聦崱BB、沃爾沃、福特等品牌都有在量產車上使用激光雷達的計劃，早在四五年前就和激光雷達供應商開始了開發(fā)合作，并且會在三年內陸續(xù)推出裝載激光雷達的量產車。
市場主流激光雷達供應商
目前，多數(shù)車用激光雷達都由兩家國外公司壟斷。
Velodyne64線激光雷達點云圖
一家是來自美國硅谷的Velodyne。主要產品是3D激光雷達。因為縱向激光線數(shù)多，有16、32和64，垂直視角更大，可以進行整個環(huán)境的數(shù)據(jù)收集，清晰勾勒出視場中物體的邊沿輪廓，如果用軟件生成激光點云圖，可以實時描繪出周圍所有物體。這種多線數(shù)激光雷達往往采用一個或多個方案，放在車頂或車身不同位置，小到路沿大到行人、樹木、房屋，在掃描范圍內的物理環(huán)境都可以被3D重建。
Solid-State Hybrid Ultra Puck Auto
我們最常見的“車頂花盆”就是這家公司的64線激光雷達產品，32線也可以在不少自動駕駛汽車案例中找到身影。為了更加適應汽車市場，Velodyne專為車企設計了一款32線激光雷達Solid-State Hybrid Ultra Puck? Auto，產品如其名，大約冰球大小。現(xiàn)在正在與車企合作測試做進一步完善，如果2017年訂單量達到100萬臺，可以給到500美金的單價。
還有一家是德國公司Ibeo。提供線數(shù)較少的二維激光雷達。這些激光雷達在垂直方向發(fā)射的激光線數(shù)較少，一般為4條或8條。探測環(huán)境的時候，只有一個平面或類似2.5D的有效掃描范圍。這類低線束激光雷達一般嵌入到車燈或者前臉保險杠的位置，起到檢測前方車輛、行人、地線、馬路牙、路肩、路欄等移動物體的作用。
法雷奧與Ibeo合作量產的ScaLa
Ibeo和法雷奧合作研發(fā)的4線激光雷達ScaLa系列，被用于Cruise4U系統(tǒng)中AEB（自動剎車系統(tǒng)）的測距模塊，明年年初就會量產。Ibeo和車企合作的自動駕駛測試車上，常見miniLUX和LUX兩款產品。LUX四線系列目前一般在10萬人民幣級別，量產后的供貨價格有可能控制在人民幣3000元以下。
兩種方案思路不同，應用場景也存在差異，但是都想用更加準確的檢測追蹤等能力，把自動駕駛向安全再推進一點點。3D激光雷達可以盡可能多地重建周圍環(huán)境，并且挖掘出高精度地圖的延伸價值，而2.5D激光雷達可以補充3D激光雷達車身周圍的盲區(qū)。
但值得注意的是，激光雷達仍然是面向測試用車的“后裝產品”，還沒有達到直接上車走量的標準，也要進行很多車規(guī)級驗證。成本造價不菲，一不小心就比車還貴，加上主機廠對裝車美觀的要求，活好錢少身材小的車規(guī)級激光雷達是迫切需要。
國內初創(chuàng)公司的機會與挑戰(zhàn)
國外掌握了相對成熟的技術，不過在市場初起階段，任何公司都有機會用一款過硬的產品進入市場。
目前進入車用領域的創(chuàng)業(yè)公司都試圖挑戰(zhàn)3D激光雷達，誕生了很多16線和32線是產品，用來追求垂直方向更加優(yōu)秀的感知范圍和分辨率。例如北科天繪和速騰聚創(chuàng)（RoboSense）的16線、禾賽科技的32線產品。
速騰聚創(chuàng)（RoboSense）16線產品
北科天繪16線產品
不同激光雷達的構造存在差別，不過大致由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信息處理等部分組成。除了本身精密儀器的技術要求，對于將激光雷達線數(shù)增加并放至車載環(huán)境使用，國內創(chuàng)業(yè)公司需要面臨不少挑戰(zhàn)。
首先，在追求探測視角和精度，并且要滿足車用小型化。線數(shù)增加后，確保不同束激光發(fā)射后被相應的接收器接受，是一個存在難度的核心技術點。同時，激光雷達內部的多種元器件間容易形成干擾，激光線束增加的同時，還要確保緊湊空間內多路激光收發(fā)無串擾。
其次，行車有信息采集實時性的要求，高速電路的采集頻率要達到1G/s。遠距離探測的需要，對返回小信號提取的能力，也提出了更高要求，這部分和信號處理的算法存在關聯(lián)。
最后，正如前文所說，目前激光雷達要重點考慮低成本和量產。因此產品內部模塊在設計時，就要考慮適應量產的模塊，減少人工介入的環(huán)節(jié)。并且在后期大批量生產的供應鏈上，提前做好儲備。
總體而言，產品設計、識別算法、供應鏈、集成等維度，是產品端需要做好的功課。
除了產品上的突破，激光雷達在國內可以提供服務上的“加分項”。對剛剛接觸這個新傳感器的企業(yè)而言，多線數(shù)激光雷達的原始點云數(shù)據(jù)處理并不擅長，他們更傾向供應商能提供一個加工后的結果，直接輸出分類信息。除了產品一并提供原始點云數(shù)據(jù)預處理軟件，面向客戶輸出軟硬件一體的方案，會讓公司在競爭中占據(jù)先機。
車云小結
在火熱而競爭激烈的自動駕駛領域，可以把核心競爭力簡單粗暴地概括為“把黑科技帶進生活的執(zhí)行力”。作為自動駕駛不可或缺的核心傳感器，激光雷達在國內規(guī)模化生產的消息，也會加速一輛消費級的自動駕駛汽車來到我們身邊。