著名的激光雷達(dá)廠家Velodyne剛剛 宣布 自己在固態(tài)激光雷達(dá)設(shè)計(jì)方面取得了突破，新設(shè)計(jì)不僅可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的小型化（集成電路大小不到4平方毫米），并且在大批量生產(chǎn)的情況下有望將成本降至50美元以下。
Google 無人車頭頂?shù)木褪莻鹘y(tǒng)的激光雷達(dá)
芯片小到只有硬幣上華盛頓的鼻子一樣大
對(duì)于無人車、無人機(jī)等應(yīng)用來說，檢測(cè)對(duì)象（障礙物）是最關(guān)鍵的技術(shù)之一。目前無人車檢測(cè)對(duì)象技術(shù)主要有兩種方案，一種是激光雷達(dá)技術(shù)。激光雷達(dá)是通過發(fā)射、反射和接收紅外光來探測(cè)物體的一種技術(shù)。如黃武陵所述，它具備精確測(cè)距、空間定位與描述、可靠的障礙物檢測(cè)等獨(dú)特能力。但是它的問題是價(jià)格特別昂貴（有的比車身還貴）。因此，為了降低成本，一些廠商也采取了毫米波雷達(dá)+輔助駕駛攝像頭的方案。這種方案可更好地識(shí)別對(duì)象和色彩等，但是測(cè)距的精確性不如激光雷達(dá)。
但激光雷達(dá)的問題在于，傳統(tǒng)的設(shè)備比較笨重（比如裝在Google無人車頂不停轉(zhuǎn)的那種）、價(jià)格特別昂貴。比如Velodyne的產(chǎn)品，64線為8 萬美元、32 線為 4 萬美元，上面用于無人機(jī)的 VLP-16 約為 8000 美元。顯然不能解決這些問題的話是很難得到普及應(yīng)用的。
解決笨重問題的方向是“固態(tài)化”。何謂“固態(tài)”？我們可以借用一下機(jī)械硬盤與固態(tài)硬盤 SSD 的對(duì)比。機(jī)械硬盤內(nèi)部機(jī)理是基于機(jī)械旋轉(zhuǎn)來讀寫數(shù)據(jù)，所以比較大；而固態(tài)硬盤內(nèi)部沒有機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件，所以體積小穩(wěn)定性高。所以“固態(tài)”激光雷達(dá)也可以理解為基于電子部件，無機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件的激光雷達(dá)。
今年的 CES 上 Velodyne 已經(jīng)展示過一款混合固態(tài)激光雷達(dá)的產(chǎn)品 VLP-16 PUCK。這款產(chǎn)品雖然在外形上不存在可見的旋轉(zhuǎn)部件，但是為了做到全視角掃描，實(shí)際上設(shè)備內(nèi)部還是存在有旋轉(zhuǎn)部件的，只是隱藏起來而已。而且售價(jià)也將近 8000 美元。Velodyne 亞太區(qū)總監(jiān)翁煒曾告訴記者，未來其車載產(chǎn)品的價(jià)格可以降低到 500 美元。
芯片小到只有硬幣上華盛頓的鼻子一樣大
不過這次 Velodyne 宣布其新的設(shè)計(jì)方案將可以制造出真正的固態(tài)激光雷達(dá)。新方案通過與 Efficient Power Conversion 的合作，開發(fā)出了一種一體式的氮化鎵集成電路。這種設(shè)計(jì)可以把組件固定起來，從而使“傳感器尺寸和成本降低，同時(shí)可靠性顯著提高”。公告稱這種集成電路的面積不到 4 平方毫米，而 EPC CEO Alex Lidow 表示，在激光雷達(dá)應(yīng)用中，氮化鎵要比硅晶體快 100 到 1000 倍，而這會(huì)直接影響到圖像創(chuàng)建的速度、顆粒度以及精度。目前該項(xiàng)設(shè)計(jì)正在進(jìn)行測(cè)試并集成進(jìn)未來產(chǎn)品內(nèi)，但是新產(chǎn)品的發(fā)布日期要到 2017 年才知道。Velodyne 總裁 Jellen 稱，未來會(huì)繼續(xù)針對(duì)提供共享乘車服務(wù)的無人車銷售“puck”式的激光雷達(dá)。而這種新的固態(tài)芯片將集成到零售車輛買家的車輛外部。
據(jù) Velodyne 總裁 Mike Jellen 說 ，該公司目前正在跟 10 家高科技公司和 9 家車企的 19 個(gè)無人車項(xiàng)目合作。預(yù)計(jì)其產(chǎn)品訂單將從目前的幾千躍升至 2020 年左右的數(shù)百萬。所以真到那個(gè)時(shí)候，成本降到 50 美元也不是不可想象。而成本顯然是技術(shù)普及的關(guān)鍵。想想 GPS 走過的道路就知道，1981 年，第一臺(tái)商用 GPS 接收機(jī)重達(dá) 50 磅，價(jià)格高達(dá) 10 萬美元。而現(xiàn)在的 GPS 僅重 0.3 克，芯片價(jià)格不到 5 美元。所以 GPS 已經(jīng)無所不在。激光雷達(dá)的未來也可以做這樣的展望。你可以把 GPS、激光雷達(dá)等想象為進(jìn)化出來的人造感覺器官。
但是，固態(tài)化、小型化、低成本是激光雷達(dá)的趨勢(shì)。但是做固態(tài)激光雷達(dá)并不止 Velodyne 一家。比如成立于 2012 年的激光雷達(dá)初創(chuàng)企業(yè) Quanergy 就是固態(tài)激光雷達(dá)的先驅(qū)者之一，今年剛剛獲得了 9000 萬美元的 B 輪融資，打算在 2 年的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)固態(tài)激光雷達(dá)的批量生產(chǎn)。而在今年 8 月時(shí)，百度也曾給 Velodyne 這家老牌激光雷達(dá)制造商投資了 1.5 億美元。展望未來的大市場(chǎng)，可以預(yù)計(jì)的是會(huì)有更多的玩家涌入來爭(zhēng)搶這塊大蛋糕。
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