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大疆孵化Livox入局激光雷達 新品Horizon和Tele-15發布

2020-01-07 14:59:58  來源:雷鋒網

獨家專訪

外界相傳大疆涉足汽車市場已久,2019年12月25日,大疆以一則CES的預告,正式對外宣告已進軍激光雷達產業的消息。在CES的現場,孵化自大疆的Livox也帶來了新品Horizon和Tele-15。

自動駕駛興起以來,激光雷達作為核心零部件傳感器,吸引了眾多的廠家入局:Velodyne、Quanergy、Luminar、Innoviz、禾賽科技、速騰聚創等。

這是一個熱鬧的市場,但尚未形成壟斷之勢;

這是一個新興的市場,還在摸索一條成熟的技術路線、打破量產、性能、可靠性的不可能三角,使得激光雷達成為真正意義上每一輛車的標配,這是所有激光雷達廠家都希望解決的目標。

一直以來,大疆給予外界的印象都是技術普及者、市場的變革者和主導者;這一次,大疆主動發起對激光雷達的進攻,市場也對大疆充滿著期待。經過了十三年多的發展,技術開發、硬件生產、市場策略這些都是大疆建立起的深厚優勢。

雷鋒網新智駕對話大疆旗下的Livox團隊,了解這場關于激光雷達的故事,了解大疆對于激光雷達的決心、能力和執行力、產品力。因為從某意義上,這些都會影響著激光雷達的市場格局。

打破量產、性能、可靠性的不可能三角

先來理解Livox和大疆之間的關系。

據Livox團隊告訴雷鋒網新智駕:“ Livox是由大疆內部孵化出來專門做激光雷達的團隊,在初期可以得到大疆的研發資源、生產體系、銷售推廣、售后推廣渠道的幫助,Livox都能夠共享,但Livox依舊是一個獨立公司,未來會更加獨立于大疆的體系。”

事實上,Livox早在2016年就開始成立了,直到2019年1月才開始對外公開三個系列產品(Mid、Horizon和Tele)。前三年時間里,Livox團隊專注于研究市面上所有激光雷達的技術路線、以及進行產品研究、產品設計、以及產品化落地可靠性的測試。

現有的激光雷達存在著四條主要的技術路線:傳統機械式激光雷達、MEMS、FLASH、OPA,各有各的優缺點。

傳統機械式激光雷達采用水平線性掃描方式,存在產生盲點的風險,無論掃描持續多長時間,視場中的某些物體都會被遺漏,并且機械式激光雷達受限于生產工藝,大規模量產存在著一定的難度,并且成本依舊高昂。

MEMS微機電系統能夠直接在硅基芯片上集成體積十分精巧的微振鏡,由可以旋轉的微振鏡來反射激光器的光線,從而實現掃描,憑借超級高的掃描速度形成高密度的點云圖。

但MEMS存在著非常重要的一點工藝上的卡點就是——MEMS微振鏡的掃描角度是由控制電路調節的,保證角度精度是主要的技術難點,其量產可行性比較低。

Flash激光雷達刷新頻率極其高,但Flash的光源能夠覆蓋到前方很寬范圍內的所有目標物,而探測器的視場角剛好可以接收到這一范圍內的反射光,這種工作原理造成了能量值低、量程難以到達20米以上,因此不能充當主傳感器。

與MEMS和Flash相比,OPA是一條更為不成熟的路線,由于OPA的接收部件的不成熟,導致陽光下噪點多,難以作為主傳感器之用。

上述四條技術路線都有各自的優缺點,但無法形成量產、性能、和可靠性上的平衡。

Livox開辟了一條全新的技術路線——非重復掃描技術。

獨家專訪

隨著激光束在視場(FOV)內非重復式掃描,Livox傳感器掃描的區域面積會隨著時間增大。如下圖所示,Livox Mid-40或Mid-100傳感器生成獨特花朵狀掃描圖案,以創建周圍環境的3D圖圖像保真度隨時間迅速增加。

Livox的非重復掃描方式可實現隨著掃描時間增加,達到近100%的視場覆蓋率,在同等價位下,當今市面上同類產品均無法實現這樣的性能。

此外,Livox也在光學結構設計上也下了一番功夫,避免上千個電子部件同時旋轉——Livox將所有的發射和接收部件移到穩定的后端,在前端只用兩三個棱鏡做高速純光學掃描,在技術上為穩定性提供了可能。此外,Livox的點云特性覆蓋率隨時間不斷增加,并且無需進行重復掃描。

敲定技術路線只是一部分事情,激光雷達是一場關于技術、生產、以及銷售的多元戰爭,在這場市場搶奪戰當中,生產是重中之重的環節。

現有的激光雷達之所以無法大規模量產,很大一部分原因就是因為生產工藝的原因無法突破量產的大關。

如何將過去大疆在無人機的生產優勢進行遷移,如何實現大規模量產,這是Livox在設計之初就需要考慮的問題。

而Livox給出的答案是Dl-Pack封裝技術。

Livox向雷鋒網新智駕解釋:“Dl-Pack把多線激光器和接收器全部封裝在小片子當中,化整為零,化繁為簡,使得Livox能夠做到高良率和高產能。此外,Dl-Pack能夠實現激光器自動校準,大大減化了繁瑣的人工對準工序。”

與此同時,Livox可以復用大疆工廠的一套生產體系和流程,借助大疆在整個電子行業供應鏈里建立起來的積累和優勢,Livox能夠篩選出非常優秀的供應商、有著完善的供應商來料管理。此外,在對產線工人培訓、產線數據化、產品的檢測等生產經驗方面有著碾壓性的優勢

為車規而生

這次大疆在CES上預告的是將會發布兩款為L3/ L4設計的激光雷達,分別是Horizon和Tele-15。也就意味著大疆所瞄準的未來屬于自動駕駛廣闊的市場。

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而對于汽車市場而言,車規將是一個無法跳脫的話題。

Livox在最初就想好與之相對應的解法,在開始設計第一款激光雷達——Mid系列之時,Livox拿了兩千臺PSC(國產化實驗樣機)進行了包括環境可靠性、高溫壓力測試、機械可靠性、環境適應性、電器可靠性等方面的可靠性測試。參照ISO16750等國內國際可靠性標準,設計了64項進行檢驗。后續的Horizon和Tele-15系列設計也是奔著車規級的可靠性要求進行相應的設計。

為了和車規進行高度適配,Livox也在外型上進行了相應的考慮。嵌入式設計可以減少可以減少風阻以及兼顧美觀,非常適合前裝市場。同時,在風雨天氣下,Livox雷達也能做到在一定程度上解決視覺上的障礙。

總體而言,“被集成”是整個Livox的戰略,簡單來說,就是專注于做激光雷達。

Livox做了一下三件事情,

在發布Mid系列的同時,Livox也發布了與之相對應的可視化軟件,這個可視化軟化可以清晰地看見激光雷達的點云;如果多臺作業,還可以調整雷達之間的相對外參。

Livox開發了相應SDK,是一個完整的C-CIR的功能庫、已經在Github上進行了開源;

開發Ros Driver系統,使得自動駕駛公司能夠以最便捷的方式進行開發。

Livox向雷鋒網(公眾號:雷鋒網)新智駕透露:在horizon在發布之際,會開放部分高級算法和應用案例,這些算法和應用案例幫助客戶去快速驗證障礙物和可控性檢測、目標追蹤、Slam建圖功能等功能。

絕對的價格優勢

市場是一切技術的試金石,商業變現是大疆的強項,在產品側上有了強大的產品競爭力以后,價格成為了非常重要的市場策略。

憑借著過硬的技術實力,以及絕對的價格優勢,在2019年沒有任何市場推廣的情況下,Livox依舊獲得了超過1000個客戶。

目前Livox已經在跟部分Tier 1以及車廠進行一些部分的合作,在整體解決方案商進行合作,在L4級自動駕駛乘用車上,Livox和AutoX進行了合作;在L4級商用車上,Livox和希迪智駕進行了相關的合作。

“汽車”是一個戰略市場,整個工業市場也蘊含這巨大的前景,包括測繪領域、低速機器人市場,其中低速機器人的代表企業高仙機器人,是Livox的客戶之一。

在這兩個市場之間,Livox也形成了一個鮮明的產品矩陣。Mid系列主要面向于工業,測繪、安防市場、智慧城市的市場;Horizon和Tele-15主要面向于汽車市場,但Horizon和Tele-15本身定位也是互補沒有沖突。

Horizon的探測距離可達260米,水平視場(HFOV)為81.7°,可以覆蓋10米外的4條車道,當積分時間為0.1秒時,等效于64線激光雷達。使用五個Horizon傳感器組合即可實現360°覆蓋,而總成本僅為64線機械激光雷達的5%。

Tele-15專為遠距離探測而設計,其結構緊湊,具有高精度和高可靠性等優點,極大地擴展了實時測距范圍。當積分時間為0.1秒時,Tele-15可以在15°圓形視場范圍內掃描99.8%的區域,超過目前市場上銷售的128線機械激光雷達。據Livox向雷鋒網新智駕介紹:Tele 15是整個市面上來說,唯一一個在905納米激光發射源情況之下,能夠做到500米量程。因此,Tele-15的突破性性能使自動駕駛系統能夠提前檢測到遠處物體,即使在高速行駛時也能提供更多的反應時間。

總結

激光雷達應該是生產工具,而不是束之高閣的奢侈品。

Livox的意義在于,創造了一種能夠大規模量產的可能,使得自動駕駛能夠以一種更為安全的方式加速到來。

圍繞著激光雷達的市場戰已經打響,Livox和Livox的競爭對手們都有機會證明自己的實力,如何再次復制大疆的成功,這是Livox2020年的現實挑戰。

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