小鵬汽車第三款量產車還未上市,便憑藉搭載激光雷達秀了一波存在感,蔚來近期也高調宣佈在下一款新車ET7上搭載激光雷達。在新一輪的新車型競技賽中,激光雷達被作為了加分項存在。
《高工智能汽車》預計,2021年開始陸續落地的L3級別自動駕駛新車上市,也將帶動一波車載激光雷達前裝規模化量產。
國內多種自動駕駛場景示範應用的小規模化落地,加之陸續釋放的利好政策效應,都預示着國產激光雷達量產元年的到來。
種種跡象都驅動着激光雷達廠商們即將開啓一輪新戰役。
誠然,不少國產激光雷達企業已經在多種自動駕駛場景示範應用中開始小規模化落地,但從後裝小批量量產到真正實現前裝量產的突破,國產激光雷達公司還需要跨越幾大障礙。
這個背景下,激光雷達規模化應用的痛點愈發凸顯,比如產品價格高、車規級難度大、規模化量產難等。
2020年11月份,深圳市鐳神智能系統有限公司(下稱“鐳神智能”)的一款CH32線混合固態激光雷達正式通過國家汽車質量監督檢驗中心車規級認證,成為國內首個、全球第二個獲得正式認證報告的車規級激光雷達。這款激光雷達的成功過車規,在某種程度上相當於拿到了通向前裝量產市場的門票。
2020年12月15-17日,在上海舉辦的2020(第四屆)高工智能汽車年會期間,鐳神智能汽車事業部副總裁夏雲鵬分享了鐳神智能在車規級激光雷達的產品與市場佈局。
量產的必要條件
面向車載市場的巨大藍海,激光雷達要實現量產必須滿足兩大條件,首先需要達到車規級認證,其次是將價格控制在可實現在可量產裝車、消費者願意買單的水平。
對於激光雷達公司來説,車規級依舊是攔在通向量產道路上的最大障礙。
傳統的機械旋轉激光雷達是目前市場應用的主力產品,技術最早也最成熟,但在車載應用方面卻幾乎無法實現車規級驗證,加上目前的尺寸和造型難以滿足前裝要求。
固態激光雷達中較為成熟的MEMS激光雷達能以較低的成本和較高的準確度實現固態激光掃描,但受限於較小的光學口徑和MEMS振鏡,其測距能力尚存在一定瓶頸,如10%反射率測距無法超過150米,無法滿足大多數主機廠的要求;另外,現有的MEMS 振鏡通過沖擊、振動、高低温等車規認證的難度更高。
截至目前,Valeo(法雷奧)的SCALA激光雷達是唯一一款受到市場認可,通過車規並實現前裝量產的激光雷達產品。
在2020年11月份,鐳神智能的CH32線混合固態激光雷達正式通過車規級認證,在國家汽車質量監督檢驗中心拿到國內首個、全球第二個車規認證。
這款產品和SCALA一樣,採用混合固態轉鏡的技術路線,而這也是目前唯一成熟,可以快速通過車規認證的技術方案。
其實,除了激光雷達過車規,需要完成車規要求的DV(設計驗證)、PV(生產確認)以及EMC(電磁兼容性)等之外,還需要一個很重要的條件就是激光雷達需要達到汽車功能安全的要求。據高工智能調查瞭解,激光雷達作為車上重要的傳感器之一,需要達到達到ISO26262(ASIL-B)以上的要求。然而,完成功能安全的認證,不僅驗證程序複雜、時間週期長,而且還需要花費不菲的認證費用。
另外,激光雷達的成本也是決定乘用車前裝量產的核心因素,目前業界對激光雷達前裝量產的價格普遍預期在500-1000美元左右,而華為此前還宣佈量產價格還將下降至200-300美元,這都意味着目前應用在無人駕駛測試車輛上高達數萬一套的激光雷達產品面臨着成本快速下降的巨大壓力。
2019年鐳神智能最早打破車規級固態激光雷達的價格冰點。去年雙11,鐳神智能推出了史上最優價的C16/32線激光雷達產品,據夏雲鵬介紹,鐳神智能車規激光雷達的價格目標是價格降低到一千美金以內,且有希望在2021年實現。
未來兩年,將是國產激光雷達搶佔前裝量產的關鍵窗口期,鐳神智能已經在量產道路上搶先一步。
據瞭解,鐳神智能CH32線混合固態激光雷達已成功搭載東風Sharing-Van系列無人車和Sharing Smart系列無人清掃車上實現了小規模量產,鐳神智能提供的基於CH32線激光雷達的車路協同解決方案已在北京、上海、廣州、蘇州、重慶、鄭州、許昌等多個城市落地。
全面佈局前裝量產
激光雷達被視作L3級別自動駕駛功能實現的關鍵零部件之一,在產品性能方面還需要充分適應不同場景與產品的實際應用需求,除了測距、視角以及分辨率這類性能指標,例如尺寸、功耗、使用壽命等等,而具有穩定供貨的量產能力,同樣將是激光雷達企業必須具備的實力之一。
鐳神智能已經佈局了系列車規級產品,包括CH系列128/120/80/64/32/16線激光雷達,該系列產品針對自動駕駛對車規標準、精準穩定感知、可量產、低成本等進行設計,具有測距遠、視場寬廣、角度分辨率高、點雲豐富等多項優勢。
夏雲鵬重點介紹了兩款面向乘用車量產的CH系列新產品——CH128X以及CH64W,其中128線的CH128X作為前向主雷達使用,而來CH64W作為補盲雷達或者角雷達開發的產品。
其中CH128X在10%的反射率可以探測距離可達到200米,測距精度≤3cm ,垂直角度分辨率ROI範圍內控制為0.125°;10Hz水平角分辨率為0.18°。
在尺寸、重量各方面均滿足乘用車量產的需求,其中CH128X1的尺寸僅為115mm(L)*75mm(H)*95mm(W);CH128X2的尺寸為150mm m(L)*50mm(H)*100mm(W),兩款產品重量控制在1.1KG以下。另外工作温度、存儲温度經過高低温的測試,完全滿足車規的要求,預計將在2021年完成車規認證以及功能安全ISO26262的相關認證。
“目前這幾款產品正在按照主機廠相關要求分階段進行測試,最嚴苛的條件是,我們必須確保激光雷達做到5年10萬公里或10年20萬公里功能安全的要求。”夏雲鵬指出。
他還提到,針對上述提到的MEMS固態激光雷達的技術難點,鐳神智能在2020年也有新的突破。
據介紹,鐳神智能1550nm MEMS激光雷達已經實現工作温度-40℃~85℃的高低温測試,同時自研的類MEMS振鏡可滿足車規的振動和衝擊的要求;在測距方面,通過將振鏡尺寸提高到10毫米,5%的反射率測距可達到250米,並且精度控制在±5cm以內。
據瞭解,鐳神智能的1550nm波段的MEMS激光雷達中多項核心器件均是自主研發,包括車規級MEMS振鏡、1550nm光纖激光器以及相關的激光器件均為自研自產。另外鐳神智能還是國內唯一一家自主研發出激光雷達集成電路芯片的激光雷達公司。
上述種種核心技術的實現能有效幫助其產品成本大幅下降,這也將是其量產上車最有利的競爭力。可以看到,鐳神智能已經面向即將爆發的車載前裝市場做好了充分佈局,新一輪的市場搶奪戰中,在前期量產驗證與成本控制優勢協同作用也會進一步顯現出來。