補全輔助駕駛盲區 禾賽科技釋出純固態鐳射雷達FT120

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易車訊 

從自動駕駛技術出現開始,我們就在討論鐳射雷達,但乘用車鐳射雷達真正上車也就是這兩年。在此之前,雖然鐳射雷達就已經在商用自動駕駛車輛上有了廣泛的應用,但把它用在量產乘用車上顯然不現實,因為個頭太大,成本太高。

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直到2021年,鐳射雷達領域的領頭羊禾賽科技和速騰聚創分別推出半固態鐳射雷達,半固態鐳射雷達才逐漸開始應用於乘用車上。好訊息是,最快明年,我們可能就能用上搭載純固態鐳射雷達的量產車了。

2022年11月2日,禾賽科技正式釋出面向ADAS前裝量產車的純固態近距補盲鐳射雷達——FT120,預計2023年下半年量產交付,售價也會比禾賽AT系列便宜不少。

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半固態鐳射雷達在乘用車上的應用

目前國內市場上搭載鐳射雷達的車型已經有十多款,包括今年新出的理想L9、智己L7、集度ROBO-01探月限定版以及路特斯Eletre等。

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而他們搭載的基本都是遠距半固態鐳射雷達,例如禾賽AT128和速騰聚創M1。如果你仔細觀察過今年新出的理想L9、集度ROBO-01探月限定版,或許能從上面找到禾賽AT128的痕跡。

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△禾賽AT128產品圖

這是一款外形非常輕薄的產品,對於量產車廠而言,它的安裝位置和設計方案可以非常靈活,例如輕鬆嵌入車身,無縫融合到整車外形設計中。比如,下圖展示了四種AT128安裝方案:

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△禾賽AT128裝車方案示例

之所以能做到這麼薄還在於禾賽的技術實力,AT128搭載了禾賽最新一代自研車規級晶片,單個電路板就集成了128個掃描通道,實現了晶片化固態電子掃描。同時晶片化技術還解決了傳統高效能鐳射雷達體積大、不夠美觀的難題。

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AT128也是業界首個基於VCSEL陣列光源打造的遠距ADAS半固態鐳射雷達,以嵌入晶片的VCSEL平面化光源替代了傳統鐳射雷達龐大的分立式器件光源,顯著降低了鐳射雷達的製造成本,從而大大提升了鐳射雷達解決方案面向ADAS市場的競爭力。

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同時,這也讓原本複雜的多通道裝調工序得到大幅簡化,大大提高了自動化產線的生產速度,獲得近乎完美一致的可大規模量產化產品。

在效能方面,鐳射雷達業界公認的效能核心指標是:測距能力、解析度、精度,禾賽AT128同樣做到了極致。其不僅具備200米@10%的超強測遠能力,最遠地面線可以達到70米。在解析度和精度上,禾賽AT128的點頻也超過每秒153萬個點,更高的點頻意味著鐳射雷達能夠捕捉到更多物體的有效細節,也就是解析度更高,更容易分辨出物體型別。

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△AT128與其他典型半固態鐳射雷達探測200米物體對比

另外,在可靠性和安全性方面,禾賽AT128也下了功夫。例如透過一維轉鏡掃描方案實現比二維高速機械掃描更高的可靠性。安全方面從設計到驗證都遵循了全流程閉環車規級要求。

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△禾賽AT128的點雲效果

半固態鐳射雷達不適用於盲區監測

當前的車輛ADAS系統中,類似禾賽AT128這樣的半固態鐳射雷達,主要作用還是用於前後方遠距探測。你可以理解為是攝像頭與毫米波雷達的合體,既能看清物體形狀,更能還原物體的三維形態。準確度理論上是優於攝像頭+毫米波雷達感知方案的,可以進一步提升車輛在輔助駕駛中的安全性。

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但半固態鐳射雷達的垂直視場角通常不大,若用於兩側補盲,對於車身近處的低矮物體可能會存在感知缺失。其次,補盲鐳射雷達通常要佈置多顆,使用半固態鐳射雷達成本上並不划算。

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所以目前大部分車輛兩側及車後的近距離探測主要還是依靠超聲波雷達,即我們常見的倒車雷達來完成。

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但倒車雷達只能簡單的感知車輛周圍有沒有障礙物,以及障礙物的距離,至於障礙物長什麼樣,它是不知道的。為了更準確識別車輛周圍的障礙物到底是行人還是綠化帶,因此我們需要近距鐳射雷達,也就是我們今天說到的禾賽FT120純固態鐳射雷達。

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其優勢是兼具大垂直視場角,價格也比AT128半固態鐳射雷達更便宜,可以與遠距的半固態鐳射雷達 AT128 形成完整的車規級鐳射雷達解決方案。

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補盲純固態鐳射雷達大有可為

此前禾賽曾釋出過一款超廣角近距鐳射雷達QT128,但那是專為L4級robotaxi和robotruck等自動駕駛應用打造的補盲雷達,是機械式的。

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而FT120是一款專為量產乘用車近距補盲打造的純固態鐳射雷達,其其擁有 100° x 75° 超廣角視場和零盲區的優勢,最大量程為 100 米,既能夠感知到高處的路牌、欄杆、立體車庫夾層等,也可以探測到低矮的孩童、寵物、錐桶、斑馬線等。192,000 點/秒的點頻 (單回波模式下) 和 160 (H) x 120 (V) 的全域性解析度,讓這款鐳射雷達能夠探測到豐富的物體細節,實時掌握周邊環境資訊。

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技術上,FT120鐳射發射與接收完全透過晶片完成,總元器件數量相比傳統鐳射雷達大大減少,內部沒有任何運動部件,從而大幅提升了產品可靠性、生產效率和量產一致性,專為車規級大規模量產而生。

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△FT120 爆炸示意圖

實現如此簡潔而優雅的設計,要歸功於禾賽研發多年的純固態電子掃描技術(E-Scanning)。拿 AT128 做個簡單對比:禾賽基於 E-Scanning 技術,在幾釐米的晶片上實現了 128 組鐳射接收通道的線列整合,這已經是業內首創了。

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而 FT120 則更進一步,“連線成面”,在單個晶片上集成了由數萬個鐳射接收通道組成的「面陣」,其難度之高,相當於在一根根頭髮絲上“繡花”。

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△AT128 線列與 FT120 面陣接收系統的對比示意圖

基於高度整合化的架構,FT120 在保證出色效能的同時體積十分小巧,可無縫嵌入車身兩側或四周,根據實際需求靈活安裝在兩側翼子板、進氣格柵、後保險槓等位置,最小外露視窗尺寸僅為 70 mm x 50 mm (水平或垂直放置可由主機廠定義),兼顧功能與美觀。

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△FT120 裝車位置示意圖

鐳射雷達“一哥” 禾賽科技與速騰聚創

談到了鐳射雷達就不妨提一下這個領域的領軍企業,主要有兩家,禾賽科技和速騰聚創,有意思的是這兩者最開始都不是鐳射雷達起家的。這兩家公司都成立於2014年,彼時禾賽科技主要做危化氣體洩漏檢測,而速騰聚創主要做靜態測繪。後來自動駕駛概念興起他們都開始轉型做鐳射雷達,算是正好抓住了風口。

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相對而言,速騰聚創有先發優勢,在2017年就率先推出了基於MEMS技術方案的車規級半固態鐳射雷達M1。三年之後的2021年,M1正式對外發售,目前已搭載在小鵬G9、廣汽埃安AION LX、威馬M7等車型上。

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△速騰聚創M1鐳射雷達

而禾賽科技的優勢就在於技術實力和自建工廠,其在2017年就推出了40線的機械旋轉式“王牌”產品Pandar40,當時的主戰場在商用車自動駕駛機械式鐳射雷達,主要針對的是L4級別自動駕駛車輛。

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而禾賽雖然直到2021年8月才釋出針對L2級別OEM廠商的半固態鐳射雷達AT128,但同年就量產交付了也沒比速騰聚創M1晚,反而因為務實的作風更受主機廠歡迎。

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憑藉過硬的產品力和量產交付能力,禾賽在主機廠中聲名鵲起,禾賽AT128在 ADAS 領域再次領跑市場,獲得了理想、長安、集度、高合、路特斯等多家頂級主機廠旗下多款車型總計數百萬臺的量產定點。

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相關資料顯示,目前禾賽Pandar 系列已經獲得了全球 L4 自動駕駛鐳射雷達市場近 60% 的市佔率(Yole Intelligence 今年 8 月釋出的《2022 年汽車與工業領域鐳射雷達應用報告》);加州路測排名最高的 15 家自動駕駛公司中,有12 家都採用了禾賽產品作為主鐳射雷達(2021 年加州車輛管理局(DMV)自動駕駛路測報告);禾賽AT128在今年9 月交付超過 1 萬臺,10 月交付再次過萬,這也是自建工廠帶來的保證。而今天,FT120 在正式官宣釋出之際,也已經獲得了來自多家主機廠超過 100 萬臺的量產定點。

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編輯總結:

對於鐳射雷達來說,釋出只是一次正式對外的亮相,能否量產才是真正的較量。但就像禾賽說的,雖然FT120不是第一個釋出的純固態鐳射雷達,但可能又是第一個量產。可見禾賽對自己交付能力的自信。

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△禾賽麥克斯韋智造中心,預計2023年上半年投產

我對這句話倒是不懷疑,因為禾賽年產能百萬臺的“麥克斯韋”智造中心,明年也將全面投產,將為禾賽鐳射雷達的大規模量產提供更為充足的產能,而且成本會進一步下降,也就意味著搭載純固態鐳射雷達的智慧汽車價格也會越來越低,讓我們保持期待吧。