相信不少人都曾在小學作文中寫到：遙遠的2020年，那時汽車已經飛上了天空，不再需要駕駛員駕駛……
不過，“遙遠的2020年”已然來到我們的眼前。似乎夢想中的飛行汽車並未實現，但自動駕駛確確實實的離我們更近了。就在今日開幕的美國CES展上，博世不僅亮相了首款車規級激光雷達，還宣佈已經進入量產開發階段。
無獨有偶，除了博世之外，Innoviz Technologies、Quanergy Systems等製造商傳出將在不久的未來，實現激光雷達量產化應用的消息。而我們總聽到激光雷達是自動駕駛技術“左膀右臂”這樣的論斷，那麼它究竟是什麼，又為什麼實現自動駕駛的重擔會落在它的身上？
為什麼選擇激光雷達？
2019年4月份，馬斯克曾公開表示：“傻子才用激光雷達，現在誰要還是靠激光雷達，那就註定完蛋！”誠然，“激光雷達無用論”或許太過偏激，但畢竟頭部自動駕駛公司Waymo，旗下的激光雷達最貴成本高達7萬美元，這對於一個需要瘋狂壓縮成本進入中國市場的商人來說，有些誇張過分了。
那麼為什麼有著如此高成本的激光雷達，仍然有人執著的啃著這塊“硬骨頭”，甚至還不斷有新的科技、初創公司“飛蛾撲火”？原因就在於激光雷達有著現行車載雷達/毫米波雷達/攝像頭等車輛探測方式，均存在著無法忽視的性能劣勢。
反觀激光雷達，其具有高於其他探測方式的距離分辨率、角分辨率、速度分辨率；整體探測精度更高、距離更廣，並且相對前者抗干擾能力強（魯棒性好），可以更加直觀地生成出多位影像。最關鍵的一點還在於，激光雷達無論是白天還是黑夜，外界光照條件對本身成像影響不大，對實現更高級別自動駕駛起到至關重要的作用。
而一旦激光雷達達成量產、商用化的條件，僅車輛搭載需求方面，就將是塊巨大的蛋糕，誰能率先入局，就能擁有結對的話語權。
激光雷達的主要類型
激光雷達分為單線數和多線數兩種類型，不過單線數往往只能進行平面掃描，不適用於汽車行駛的複雜環境。因此應用於汽車之上的為多線數激光雷達，相較單線數提升了維度，現行國際市場上已經有4線、8線、16線、32線、64線，甚至頭部企業有的已經推出了128線產品。
上述類型是按線數分類，而在多線數激光雷達產品中，根據掃描方式不同，還分為機械旋轉式、MEMS型、FLASH型和相控陣等激光雷達。
其中，傳統機械旋轉式是最早誕生的激光雷達，也是目前相對最成熟的類型。然而這種機械旋轉式激光雷達也同樣有著不可忽視的劣勢，由於內部核心包含激光器、掃描器、光學組件、光電探測器、接收IC以及位置和導航器件等複雜且精密的部件，整體硬件成本高居不下，量產門檻較高，當下許多研發激光雷達的公司已經拋棄了這種類型，轉投到了固態激光雷達的類型。
所謂固態激光雷達，也就是非傳統機械旋轉式的激光雷達類型，分別是MEMS、FLASH、相控陣三種。這三者中，最受歡迎的既是MEMS，這種系統可以替代用於掃描近紅外激光的掃描機構，從而達到降低成本的目的。而且可以動態調整自己的掃描模式，以此來聚焦特殊物體，採集更遠更小物體的細節信息並對其進行識別，這是傳統機械激光雷達無法實現的，也是處理複雜行駛路況的必要能力之一。
該系統通過一面較小的反射鏡就能引導固定的激光束射向不同方向，由於反射鏡質量、體積很小，總體慣性並不大，可以進行快速移動，反應速度得到了進一步提升。
採用相控陣原理實現固態激光雷達，完全取消了機械結構，搭載了一排發射器可以通過調整信號的相對相位來改變激光束的發射方向，是通過電信號對其相位進行嚴格的控制實現光束指向掃描，因此也可以稱為電子掃描技術。但此方法易形成旁瓣，影響光束作用距離和角分辨率，多數也僅停留於實驗室階段。
最後一種是FLASH激光雷達，3D Flash技術的固態激光雷達屬於非掃描式雷達，它發出的激光束會直接向各個方向漫射，通過快閃照亮場景。好處在於避免了掃描過程中目標或激光雷達移動帶來衍生問題。不過此種激光雷達探測距離較近，因為如果探測距離擴大，自然而然的像素也就越大，需要處理的信號隨之增多，當海量像素塞進光電探測器，精度也就逐步下降。
總體而言，鑑於成本、穩定性、精確性和行車使用場景匹配等因素，目前固態激光雷達是各家主要研發的方向，這其中MEMS又是性價比較高的方案，所以該種形式或將成為日後車載激光雷達的主力產品。
國內外企業之間的“紛爭”
說到激光雷達，就不得不提到全球最大激光雷達供應商——Velodyne，也是最早進入激光雷達領域的“先行者”。這一切要追溯到2006年，當時的中國汽車市場還在初步發展階段，Velodyne的創始人David Hall就已經掌握了多光束激光雷達傳感器的專利。
第二年，美國國防部高級研究計劃局舉辦的自動駕駛挑戰賽上，總共6輛完賽車型中，5輛都搭載了Velodyne的激光雷達技術。從此，Velodyne名聲大噪，一度成為激光雷達的頭部企業和代名詞。
隨後，Velodyne肆意發展，成為自身領域的頂級供應商，並在機械掃描雷達不斷精進。受摩爾定律影響，該公司產品升級迅猛，再結合自身的技術，2017年其已經推出高達128線的激光雷達。但同樣的，價格卻沒有嚴格遵循摩爾定律，因為這款產品的零售價已經高達70萬元，整合上文所說，機械激光雷達的價格不菲。雖然技術登峰造極，可搭載到車型上，需要處理大量數據的集成中心難以進行縮小，需要佔用不少車內空間，成為VLS-128的一塊“心病”。再加上固態激光雷達的不斷成長，VLS-128（128線激光雷達）也只能成為Velodyne的秀技之作。
成本高居不下，固態雷達險些掉隊的Velodyne，近年來還遇到了國內激光雷達初創公司的上升期。其中最具有代表性的就是禾賽科技與速騰聚創兩家公司。
後者以16線、32線產品為主，依據本土優勢和相對廉價的人力成本，對標產品只達到了Velodyne的一半。值得一提的是，就在幾天前，Velodyne宣佈裁撤中國辦公室的同時，速騰聚創卻發佈了125線固態激光雷達，零售價格只有1898美元。
另一方面，國內百度曾是Velodyne的“金主爸爸”，而2018年剛剛推出固態激光雷達的Velodyne顯然不能讓人滿意，此後百度轉投禾賽科技，通過Apollo平臺，發展自動駕駛技術。
被國內初創公司將市場份額蠶食殆盡，Velodyne 2018年中旬正式對國內的禾賽科技、速騰聚創提起訴訟，稱兩家公司侵犯了Velodyne擁有的美國US 7969558號專利，也正式標誌著國內、外激光雷達進入了白熱化的競爭階段。
何時走入千家萬戶？
說了這麼多，激光雷達究竟何時會開始量產？它的量產意味著自動駕駛功能將邁進歷史性的一大步，距離實現作文中的“夢想”也更進一步。
曾幾何時，在5年以前，行業人士對於L3及的量產化預測普遍集中在2022至2023年左右。近期對於這一目標的預測卻更加保守，時間被延長到了2025年以後，主要原因就在於激光雷達的普及速度還遠遠慢於人們的判斷。
關於激光雷達的量產，除了博世宣佈其首款車規級長距離激光雷達已經進入量產開發階段之外，以色列製造商Innoviz Technologies也稱旗下第二代激光雷達產品已在2019年夏季交付樣品，計劃於2020年正式量產。
另外，美國Quanergy Systems也計劃將於2021年，將激光雷達搭載到量產車型上；日本先鋒公司的先鋒電子則比較保守，預計將在2020年安裝到當地巴士等特殊用途車輛之上。
由此可見，倘若計劃如期進行，激光雷達最快將於今年年內進行量產。屆時，你我將成為汽車行業完成跨時代一步的見證者。
閱讀更多 汽車頭條 的文章
