激光雷達（LiDAR）因其360°的全視野而被許多自動駕駛車輛開發(fā)商青睞，被用于構(gòu)建車輛周圍環(huán)境的三維地圖，但大規(guī)模部署仍充滿新的挑戰(zhàn)和壓力。

汽車激光雷達的起源可以追溯到美國國防高級研究計劃局（DARPA）發(fā)起的挑戰(zhàn)賽（Grand Challenge），那是一場旨在促進全自動地面車輛發(fā)展的AV競賽，激光雷達在2005年的第二屆比賽中暫露頭角。兩年后，完成比賽的六輛車中有五輛都配有頂裝式LiDAR裝置。根據(jù)法國市場研究公司Yole的調(diào)查，自此激光雷達的創(chuàng)新迭代進展迅速，預(yù)計在未來五年內(nèi)，汽車應(yīng)用將成為其主要推動力。

Yole技術(shù)和市場分析師Alexis Debray表示：“高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS） 的LiDAR市場將實現(xiàn)114％的年增長率，從2019年的1900萬美元增長到2025年的17億美元?！?如圖1) 期望如此之高，但激光雷達市場面臨阻礙，急需大膽創(chuàng)新。

圖1

價格下降，但銷量仍然上不來

從歷史上看，激光雷達系統(tǒng)過于昂貴，無法大量生產(chǎn)用于消費類汽車?，F(xiàn)在，這個趨勢正在逆轉(zhuǎn)，激光雷達制造商們制定了積極的策略，使其價格在過去三年內(nèi)有了大幅下降。

去年，Luminar發(fā)布了價格不到1000美元的LiDAR解決方案。而2005年首推實時3D LiDAR的Velodyne公司則計劃到2024年將平均售價從2017年的17,900美元降至600美元。中國LiDAR制造商的價格通常是其他公司的五分之一，他們已經(jīng)開始生產(chǎn)低于1000美元的產(chǎn)品，而且正在獲得更多市場份額。

但是，價格下降并不一定意味著銷量的增加。迄今為止，銷量并未見顯著增長，并且尚未大規(guī)模采用?！凹す饫走_必須滿足市場需求，” Debray說。 “在包括制造和物流在內(nèi)的工業(yè)市場中，自動化趨勢非常明顯，激光雷達在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。但在汽車領(lǐng)域，與平均80美元的ADAS攝像頭相比，600美元的汽車傳感器價格仍然過于昂貴。因此，現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了用于短程汽車應(yīng)用的激光雷達，價格大約為100美元?！?/p>

Debray表示，盡管Velodyne的計劃存在一定風(fēng)險，“但降低價格對汽車和工業(yè)市場而言是必要的，他們需要做出改變?！?/p>

協(xié)作與壓力俱增

Yole對激光雷達制造商與汽車制造商之間的多個合作項目進行了跟蹤，并預(yù)測到2025年，將有3.2％的私家車集成LiDAR單元。

奧迪和法雷奧從2017年就開始合作，將法雷奧的SCALA LiDAR集成到奧迪A8中?，F(xiàn)在，激光雷達也出現(xiàn)在其它車型中，如奧迪A6、A7、Q7和Q8。法雷奧與梅賽德斯（Mercedes）也有合作，最近剛剛發(fā)布的S-Class車型即采用了法雷奧第二代LiDAR SCALA 2。

其他合作項目還包括Innoviz與寶馬、Luminar與沃爾沃、Velodyne與現(xiàn)代，以及Ibeo與長城汽車。Yole技術(shù)和市場分析師Pierrick Boulay表示：“這只是開始，預(yù)計未來會有更多的合作伙伴關(guān)系。”

整個行業(yè)都在整合。除了在制造商、Tier 1供應(yīng)商和OEM之間進行合作，Tier 1供應(yīng)商還收購激光雷達公司。大陸集團于2016年收購了Advanced Scientific Concepts的子公司ASCar，自動駕駛汽車初創(chuàng)公司Aurora Innovation于2019年收購了Blackmore。還有一些元器件公司的收購行為，如2018年安森美半導(dǎo)體收購了SensL Technologies，Luminar收購了Black Forest Engineering。

ADAS LiDAR發(fā)展路線圖

但Debray發(fā)出了警告，他指出“技術(shù)的不確定性和未來市場規(guī)模導(dǎo)致了這些收購行為?！?/p>

全球汽車行業(yè)確實面臨越來越大的壓力。聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、共享和電氣化（CASE）技術(shù)的引入為車企帶來了一系列新的選擇。每家企業(yè)都需要確定一個正確的方向，以優(yōu)先滿足客戶的偏好和需求。Boulay說，“目前正在推動汽車行業(yè)發(fā)展的兩個主要趨勢是電氣化和自動駕駛”。自2009年以來，歐盟立法為新車設(shè)定了強制性排放目標：到2025年平均碳排放必須下降15％，到2030年必須下降37.5％。轉(zhuǎn)化為具體數(shù)值，即2021年的目標碳排放值為95g/km，2025年的目標值為81g/km。Boulay認為，“電氣化需要時間進行大量研發(fā)，而這可能會延遲或減少一些OEM的自動駕駛開發(fā)項目?！?/p>

需要注意的是，激光雷達并不是唯一需要完善和改進的傳感器技術(shù)。Boulay指出，雷達正朝著超高分辨率的方向發(fā)展，熱像儀也可能會加入戰(zhàn)局。“激光雷達現(xiàn)在仍然很昂貴，其價格是攝像頭或雷達的十倍以上。如果OEM可以找到性能與激光雷達相似，但價格更便宜的解決方案，他們一定會采用?！?/p>

有部分汽車OEM廠商卻完全擯棄激光雷達，而押注于傳感器和人工智能計算的結(jié)合，以實現(xiàn)高級別自動駕駛等級。其中最引人注目的就是特斯拉，其CEO 埃隆·馬斯克（Elon Musk）在2019年4月的首次“自動駕駛?cè)铡保ˋutonomy Day）活動中，宣稱激光雷達是“傻子的選擇”。Musk 說道，“任何依賴激光雷達的人都將注定失敗，完全沒必要選擇這樣昂貴的傳感器?！?/p>

Boulay承認，特斯拉采用的方法的確值得關(guān)注。“他們基于車輛周圍放置的攝像頭，采用一種偽LiDAR法來生成汽車周圍環(huán)境的精確3D圖像?！?AI計算被用于分析車道標記，并預(yù)測其他車輛的行為?！八粌H分析圖像，還分析圖像中的單個像素，以預(yù)測每個像素的深度。” Boulay補充說。豐田汽車也正在研究類似的方法。

毫無疑問，Musk是一位有影響力的思想家，他的言論可能會對整個行業(yè)產(chǎn)生影響。特斯拉Model S是第一款具有自動駕駛功能的汽車。Boulay將特斯拉的Autopilot稱為“邁向自動駕駛的一大步”。但他也補充說，“自發(fā)布以來，由于誤用該功能引發(fā)了許多事故，駕駛員過于依賴這個ADAS系統(tǒng)了?！?/p>

Boulay說：“2018年，一位名叫Elaine Herzberg的行人被一輛Uber自動駕駛汽車撞死，這確實喚醒了OEM、一級和二級零配件供應(yīng)商。''他們意識到，實現(xiàn)自動駕駛將會比預(yù)期的要復(fù)雜得多，并且需要“數(shù)十年才能達到真正的自動駕駛”。

Debray指出，Musk并非在所有應(yīng)用中都反對激光雷達， Musk的另一家公司SpaceX，就在其Dragon和Crew Dragon航天飛行器中采用了DragonEye LiDAR。Debray也由此對Musk提出質(zhì)疑：“為什么地球人不能享有與太空人一樣的安全性？”

市場在變化，但用例仍然不多

目前的激光雷達市場由兩家傳統(tǒng)的測繪技術(shù)公司Trimble和Hexagon主導(dǎo)。由于擁有特定的技術(shù)和商業(yè)模式，這些成熟的公司不會面臨來自新晉者的太大壓力。Debray相信，當情況變得更加明朗時，他們甚至可能收購激光雷達公司。

德國公司Sick在面向工廠自動化的LiDAR系統(tǒng)方面處于領(lǐng)先地位。Debray說：“Sick更可能面臨來自新公司的壓力，不過他們?nèi)匀粨碛性S多產(chǎn)品，非常適合許多工業(yè)應(yīng)用。新的激光雷達公司需要提供更低的價格或更好的性能，才能挑戰(zhàn)Sick的地位?！碑敱粏柤罢l在這個行業(yè)最有影響力時，Debray提到了舊金山的LiDAR初創(chuàng)公司Ouster。該公司于2017年12月正式成立，到目前為止其總?cè)谫Y額達到1.4億美元。Ouster的與眾不同之處在于，它基于消費者市場技術(shù)（垂直腔表面發(fā)射激光器和單光子雪崩二極管），而開發(fā)出工業(yè)級的激光雷達。而同樣是新晉者的法雷奧，也開始公布其激光雷達的營收。

Velodyne和Luminar宣布計劃于今年年底之前公開上市。Debray表示：“上市將迫使這兩家公司盡早產(chǎn)生收入，而這將極大地影響激光雷達的市場格局。”

中國的激光雷達制造商們（比如禾賽科技、速騰聚創(chuàng)和北科天繪）也在持續(xù)發(fā)展并不斷擴張其產(chǎn)品線。他們不僅得益于較低的LiDAR單價，還從眾多的AV公共項目獲益。

同時，許多自動駕駛汽車開發(fā)商都對激光雷達技術(shù)表現(xiàn)出了濃厚的興趣。英特爾子公司Mobileye正在開發(fā)自己的LiDAR技術(shù)，而Waymo是目前唯一一家將激光雷達投入商用的公司。

總體而言，激光雷達的格局正在發(fā)生變化。售價下降，而且在未來幾年將繼續(xù)下降，這將促進激光雷達在新的汽車應(yīng)用中的普及。

這位Yole分析師認為，我們必須鼓勵多元化，而且需要具有專用規(guī)格的新型LiDAR模型。

Boulay最后說道：“激光雷達的開發(fā)與OEM想要實現(xiàn)的用例密切相關(guān)?，F(xiàn)在還沒有一款激光雷達可用于多種場景。只有應(yīng)用或用例才能明確激光雷達在車輛中的規(guī)格和重要性?！?他舉例說，高速公路駕駛需要具有狹窄視野和位于車輛中心位置的遠程LiDAR；而在停車場或城市應(yīng)用場合，將需要具有較大視野并位于車輛角落的短距LiDAR”。