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大疆孵化Livox入局激光雷达怎么从成功仿制成功

放大字体  缩小字体 2020-01-07 19:36:56 来源:雷锋网 作者:责任编辑NO。邓安翔0215

(原标题:独家专访| 大疆孵化Livox入局激光雷达:如何从成功复制成功?| CES 2020)

外界相传大疆涉足汽车市场已久,2019年12月25日,大疆以一则CES的预告,正式对外宣告已进军激光雷达产业的消息。在CES的现场,孵化自大疆的Livox也带来了新品Horizon和Tele-15。

无人驾驶兴起以来,激光雷达作为核心零部件传感器,吸引了众多的厂家入局:Velodyne、Quanergy、Luminar、Innoviz、禾赛科技、速腾聚创等。

这是一个热闹的市场,但尚未形成垄断之势;

这是一个新兴的市场,还在摸索一条成熟的技术路线、打破量产、性能、可靠性的不可能三角,使得激光雷达成为真正意义上每一辆车的标配,这是所有激光雷达厂家都希望解决的目标。

一直以来,大疆给予外界的印象都是技术普及者、市场的变革者和主导者;这一次,大疆主动发起对激光雷达的进攻,市场也对大疆充满着期待。经过了十三年多的发展,技术开发、硬件生产、市场策略这些都是大疆建立起的深厚优势。

雷锋网新智驾对话大疆旗下的Livox团队,了解这场关于激光雷达的故事,了解大疆对于激光雷达的决心、能力和执行力、产品力。因为从某意义上,这些都会影响着激光雷达的市场格局。

打破量产、性能、可靠性的不可能三角

先来理解Livox和大疆之间的关系。

据Livox团队告诉雷锋网新智驾:“ Livox是由大疆内部孵化出来专门做激光雷达的团队,在初期能够获得大疆的研发资源、生产体系、销售推广、售后推广渠道的帮助,Livox都能够共享,但Livox依旧是一个独立公司,未来会更加独立于大疆的体系。”

事实上,Livox早在2016年就开始成立了,直到2019年1月才开始对外公开三个系列新产品(Mid、Horizon和Tele)。前三年时间里,Livox团队专注于研究市面上所有激光雷达的技术路线、以及进行产品研究、产品设计、以及产品化落地可靠性的测试。

现有的激光雷达存在着四条主要的技术路线:传统机械式激光雷达、MEMS、FLASH、OPA,各有各的优缺点。

传统机械式激光雷达采用水平线性扫描方式,存在产生盲点的风险,无论扫描持续多长时间,视场中的某些物体都会被遗漏,并且机械式激光雷达受限于生产的基本工艺,大规模量产存在着一定的难度,并且成本依旧高昂。

MEMS微机电系统能够直接在硅基芯片上集成体积十分精巧的微振镜,由可以旋转的微振镜来反射激光器的光线,从而实现扫描,凭借超级高的扫描速度形成高密度的点云图。

但MEMS存在着很重要的一点工艺上的卡点就是——MEMS微振镜的扫描角度是由控制电路调节的,保证角度精度是主要的技术难点,其量产可行性比较低。

Flash激光雷达刷新频率极其高,但Flash的光源能够覆盖到前方很宽范围内的所有目标物,而探测器的视场角刚好可以接收到这一范围内的反射光,这种工作原理造成了能量值低、量程难以到达20米以上,因此不能充当主传感器。

与MEMS和Flash相比,OPA是一条更为不成熟的路线,由于OPA的接收部件的不成熟,导致阳光下噪点多,难以作为主传感器之用。

上述四条技术路线都有各自的优缺点,但无法形成量产、性能、和可靠性上的平衡。

Livox开辟了一条全新的技术路线——非重复扫描技术。

随着激光束在视场(FOV)内非重复式扫描,Livox传感器扫描的区域面积会跟着时间增大。如下图所示,Livox Mid-40或Mid-100传感器生成独特花朵状扫描图案,以创建周围环境的3D图图像保真度随时间迅速增加。

Livox的非重复扫描方式可实现随着扫描时间增加,达到近100%的视场覆盖率,在同等价位下,当今市面上同种类型的产品均无法实现这样的性能。

此外,Livox也在光学结构设计上也下了一番功夫,避免上千个电子部件同时旋转——Livox将所有的发射和接收部件移到稳定的后端,在前端只用两三个棱镜做高速纯光学扫描,在技术上为稳定性提供了可能。此外,Livox的点云特性覆盖率随时间持续不断的增加,并且无需进行重复扫描。

敲定技术路线只是一部分事情,激光雷达是一场关于技术、生产、以及销售的多元战争,在这场市场抢夺战当中,生产是重中之重的环节。

现有的激光雷达之所以无法大规模量产,很大一部分原因主要是因为生产的基本工艺的原因无法突破量产的大关。

如何将过去大疆在无人机的生产优势进行迁移,如何实现大规模量产,这是Livox在设计之初就需要仔细考虑的问题。

而Livox给出的答案是Dl-Pack封装技术。

Livox向雷锋网新智驾解释:“Dl-Pack把多线激光器和接收器全部封装在小片子当中,化整为零,化繁为简,使得Livox能够做到高良率和高产能。此外,Dl-Pack能够实现激光器自动校准,大大减化了繁琐的人工对准工序。”

与此同时,Livox可以复用大疆工厂的一套生产体系和流程,借助大疆在整个电子行业供应链里建立起来的积累和优势,Livox能够筛选出非常优秀的供应商、有着完善的供应商来料管理。此外,在对产线工人培训、产线数据化、产品的检测等生产经验方面有着碾压性的优势

为车规而生

这次大疆在CES上预告的是将会发布两款为L3/ L4设计的激光雷达,分别是Horizon和Tele-15。也就从另一方面代表着大疆所瞄准的未来属于无人驾驶广阔的市场。

而对于汽车市场而言,车规将是一个无法跳脱的话题。

Livox在最初就想好与之相对应的解法,在开始设计第一款激光雷达——Mid系列之时,Livox拿了两千台PSC(国产化实验样机)进行了包括环境可靠性、高温压力测试、机械可靠性、环境适应性、电器可靠性等方面的可靠性测试。参照ISO16750等国内国际可靠性标准,设计了64项进行检验。后续的Horizon和Tele-15系列设计也是奔着车规级的可靠性要求做相应的设计。

为了和车规进行高度适配,Livox也在外型上进行了相应的考虑。嵌入式设计能够大大减少能够大大减少风阻以及兼顾美观,很适合前装市场。同时,在风雨天气下,Livox雷达也能做到在某些特定的程度上解决视觉上的障碍。

总体而言,“被集成”是整个Livox的战略,简单来说,就是专注于做激光雷达。

Livox做了一下三件事情,

  • 在发布Mid系列的同时,Livox也发布了与之相对应的可视化软件,这个可视化软化可以清晰地看见激光雷达的点云;如果多台作业,还可以调整雷达之间的相对外参。

  • Livox开发了相应SDK,是一个完整的C-CIR的功能库、已经在Github上进行了开源;

  • 开发Ros Driver系统,使得无人驾驶公司能够以最便捷的方式来进行开发。

Livox向雷锋网(公众号:雷锋网)新智驾透露:在horizon在发布之际,会开放部分高级算法和应用案例,这些算法和应用案例帮助客户去快速验证障碍物和可控性检测、目标追踪、Slam建图功能等功能。

绝对的价格优势

市场是一切技术的试金石,商业变现是大疆的强项,在产品侧上有了强大的产品竞争力以后,价格成为了很重要的市场策略。

凭借着过硬的技术实力,以及绝对的价格优势,在2019年没有一点市场推广的情况下,Livox依旧获得了超过1000个客户。

目前Livox已经在跟部分Tier 1以及车厂进行一些部分的合作,在整体解决方案商进行合作,在L4级无人驾驶乘用车上,Livox和AutoX进行了合作;在L4级商用车上,Livox和希迪智驾进行了相关的合作。

“汽车”是一个战略市场,整个工业市场也蕴含这巨大的前景,包括测绘领域、低速机器人市场,其中低速机器人的代表企业高仙机器人,是Livox的客户之一。

在这两个市场之间,Livox也形成了一个鲜明的产品矩阵。Mid系列主要面向于工业,测绘、安防市场、智慧城市的市场;Horizon和Tele-15主要面向于汽车市场,但Horizon和Tele-15本身定位也是互补没有冲突。

Horizon的探测距离可达260米,水平视场(HFOV)为81.7°,可以覆盖10米外的4条车道,当积分时间为0.1秒时,等效于64线激光雷达。使用五个Horizon传感器组合即可实现360°覆盖,而总成本仅为64线机械激光雷达的5%。

Tele-15专为远距离探测而设计,其结构紧凑,具有高精度和高可靠性等优点,极大地扩展了实时测距范围。当积分时间为0.1秒时,Tele-15可以在15°圆形视场范围内扫描99.8%的区域,超过目前市场上销售的128线机械激光雷达。据Livox向雷锋网新智驾介绍:Tele 15是整个市面上来说,唯一一个在905纳米激光发射源情况之下,能够做到500米量程。因此,Tele-15的突破性性能使无人驾驶系统能够提前检测到远处物体,即使在高速行驶时也能提供更多的反应时间。

总结

激光雷达应该是生产工具,而不是束之高阁的奢侈品。

Livox的意义在于,创造了一种能够大规模量产的可能,使得自动驾驶能够以一种更为安全的方式加速到来。

围绕着激光雷达的市场战已经打响,Livox和Livox的竞争对手们都有机会证明自己的实力,如何再次复制大疆的成功,这是Livox2020年的现实挑战。

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