风向变了,“512”时代来临!技术壁垒铸就车载激光雷达“隐形巨头”

传感密码 2023-08-11
2319 字丨阅读本文需 6 分钟

几乎是业界共识,激光雷达是实现汽车高级智能辅助驾驶(ADAS)功能的重要硬件配置之一,没有激光雷达就不会有真正的无人驾驶。

近年来,中国主机厂利用激光雷达(LiDAR)技术掀起了汽车产业的变革。随着中国主机厂率先实现激光雷达的集成,Yole旗下的Yole Intelligence预计,到2028年全球汽车激光雷达市场规模将从2022年的3.17亿美元增长至44.77亿美元亿美元。

激光雷达“进阶战”

伴随激光雷达在2022年第一波小规模前装导入,市场正尝试向中端车型渗透,以逐步迈向快速增长期。在这一阶段,谁能解决成本可控、性能提升的难题,同时帮车企用好激光雷达,谁便能抢得市场先机。

平台化无疑为路径之一,其在整车开发上已被充分验证,正渐被认为是激光雷达赛道的新风向。4月19日上海车展期间,北醒(北京)光子科技有限公司(以下简称“北醒”)发布“北醒应龙”激光雷达平台,被称“全球首个车载512激光雷达平台”,模块化设计让每个子系统可分别迭代升级甚至替换,独立进化。

事实上,2022年12月,北醒已发布512线产品AD2,此次进一步发布激光雷达平台,并推出基于该平台的256线产品AD2-s,“让更多车企提前享受512时代红利”。

一直以来,提高性能同时控制成本,是激光雷达赛道内的难题,北醒如何解决?据北醒介绍,其平台硬件架构采用2D高精扫描、阵列收发系统,最终达到的效果为:发射器数量仅需1D扫描的三十二分之一,接收器仅需八分之一。根据释放的信息,AD2、AD2-s均将于2023年量产交付。

“基于这套架构,我们已经衍生出了AD2,我希望不远的未来推出AD3、AD4,也希望到时候产品线束能够到1000线,超越我们所谓的图像级清晰度。”北醒CEO李远在发布会上称。

多年积累缔造512时代

虽然北醒还不是一个为人熟知的品牌,但其在车载激光雷达领域却是名副其实的“隐形巨头”,自从2015年布局车载激光雷达市场以来,无论是前沿性和成熟性上,北醒都积累了足够的技术优势。

以AD2产品为例,激光雷达线数的多寡是探测结果精确度的关键影响元素,线数越多意味着识别目标越清晰。采用512线技术的AD2可以在120米以外探测到平放轮胎高度类似大小的目标,或者在200的距离上能够准确还原出人的轮廓甚至步态。

此外,AD2实现了全局高清探测,即整个120°(水平)*25.6°(垂直)视场范围内各个角度与区域都具备高分辨率,且整个视角内的高分辨率是连贯且平滑的,没有重叠、交错、缝隙等现象,从而达到更大范围的目标探测,使得激光雷达无需左顾右盼,更加方便的兼顾更大范围内的目标探测检出,为降低事故发生提供了双重保护。

业内之所以暂时未能普及512线技术,是因为实现这一技术在光学设计,扫描精度,信号处理,自动化校准装调及供应链管理上都上存在着巨大的挑战,如果采用传统机械式激光雷达的做法来实现512线的分辨率,就需要纵向地堆叠光源和接收器,并且收发间的相对位置精度需要控制在微米级以下,以目前的技术和制造水平很难突破成本、体积、可制造性、散热等诸多方面的限制。

而如果采用光学扫描替代器件堆叠的方式来实现512线的分辨率:要做到0.05°的扫描精度,那么光学扫描的角度精度就需要控制在万分之一以内,即要求电机每秒钟转动近百圈,同时每圈的偏差还要小于秒针转动的120分之一以内, 这是一个非常大的技术挑战。

北醒在知识产权方面也有突出表现。在行业中率先获得国家级专精特新“小巨人”称号,属于国家认可的唯四激光雷达企业之一。目前已拥有公开申请发明专利229项、国际PCT13项、专利授权194项、美国发明授权19项、美国外观设计授权2项等众多知识产权。还有一个值得注意的细节是,在中国高技术企业经常被海外巨头以侵权为由起诉的背景下,北醒不但从没被起诉过,甚至一直是以维权者的身份出现,从一个侧面也足以说明北醒过硬的技术实力。

以突破性技术解决三大难题

作为全球首个车载512激光雷达平台,北醒用最极致的方式实现极致的感知力,其中最为核心的技术之一是高精2D扫描系统,李远形象地将其称为激光雷达界的“陀飞轮”。其通过双电机三环同步控制技术,将扫描角度精度控制在万分之一以内,即要求电机每秒钟转动近百圈,同时每圈的偏差小于钟表秒针转动的一百二十分之一以内。

这套2D扫描技术搭配北醒的软件控制系统,即可实现软件的“一键配置”,在感知过程中区域可实现局部高清、视场角聚焦高清、全局高清等不同模式。在硬件架构、扫描形式、接口、数据形式均不变化的形况下实现感知能力的变化和升级,从而达到在成本完全不变的情况下,兼容并满足不同车型性能的跨代升级。

“北醒应龙”平台的硬件架构系统中,采用了阵列收发系统和2D扫描,因此发射器数量仅需1D扫描的三十二分之一,接收器仅需八分之一。从根本上解决了产品感知力升级的成本限制难题,使得产品成本下降具备技术支撑。北醒更独创性地提出了“单线成本”指标,即总成本除以线数。基于“北醒应龙”激光雷达平台,性能会逐年提升,而单线成本会急速下降。李远表示,北醒新一代的阵列收发系统搭配高精2D扫描系统,成就了最佳成本组合方案,成功解决了高线数性能和成本之间的矛盾,使激光雷达产品的商业化量产成为可能。

目前,北醒已经与滴滴自动驾驶正式达成生态战略合作。此前,双方已联合推出了国内首款2K图像级高精度激光雷达“北曜Beta”,此款激光雷达针对L4 Robotaxi的场景具有超高性能和超高适配性。“北曜Beta”以滴滴自动驾驶为主提供核心设计,北醒辅助设计并负责生产制造。北醒与滴滴在联合开发北曜Beta的过程中,双方经过不断探索和创新,提炼并形成了“北醒应龙”平台,倾注了大量心血。

接下来双方将围绕激光雷达的研发、设计、生产、制造等多领域展开积极合作,共同推进高等级自动驾驶中的技术创新和量产落地。据悉,该产品已获得18万台的定点,并成功交付B样。此外,其高潜力的商业价值也吸引到了顺为资本、IDG、一汽富晟,中电科及凯辉汽车基金等众多优质资方的前景看好和投资支持。可以说北醒以一己之力把中国车载雷达市场带进512时代。

北醒希望通过携手更多合作伙伴,以强感知能力助力自动驾驶技术的升级,带给人们更安全、更美好的出行体验。未来,北醒也将坚定技术投入,基于更高性能的平台研发和产品设计,使得高线数激光雷达成为高级别自动驾驶发展的重要驱动力,助力车企实现智能出行时代的弯道超车。

文章来源: 高工智能汽车,CitReport,王树一

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