和電動汽車一樣，自動駕駛也是汽車行業(yè)的下一輪發(fā)展重點(diǎn)。其中，光探測和測距，也即激光雷達(dá)（LiDAR），將是這場產(chǎn)業(yè)革命的重要一環(huán)。LiDAR是一種利用激光束脈沖測量距離的傳感技術(shù)。

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，自動駕駛始于2004年3月舉行的第一屆美國國防高級研究計劃局挑戰(zhàn)賽（DARPA Grand Challenge）。2005年，Velodyne LiDAR創(chuàng)始人David Hall參加了第二屆DARPA挑戰(zhàn)賽。Hall將自己的發(fā)明——3D實時LiDAR，引入了自動駕駛，這種LiDAR傳感器能夠?qū)崟r測量周圍360°環(huán)境中物體的距離信息。

從那之后，Velodyne成為了實時LiDAR領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，其系統(tǒng)幾乎涉及全球所有的自動駕駛項目。此外，LiDAR還可以用于飛行的士、工業(yè)和科研應(yīng)用，包括無人機(jī)、測繪、先進(jìn)機(jī)器人、礦車、考古學(xué)、智能建筑和安防等。

Yole在其最新發(fā)布的《汽車和工業(yè)應(yīng)用的激光雷達(dá)－2019版》報告中預(yù)計，到2021年自動駕駛汽車的總量將達(dá)到44000輛。LiDAR市場將因此受益，市場規(guī)模預(yù)計將從2018年的13億美元增長到2024年的60億美元。其中，汽車應(yīng)用將占據(jù)LiDAR市場的70％份額。


2018～2024年LiDAR市場預(yù)測

數(shù)據(jù)來源：《汽車和工業(yè)應(yīng)用的激光雷達(dá)－2019版》

近日，Yole市場和技術(shù)分析師Alexis Debray和Pierrick Boulay近日有幸采訪了Velodyne業(yè)務(wù)發(fā)展總裁兼首席創(chuàng)意官M(fèi)arta Hall，以幫助大家更好地了解LiDAR和自動駕駛革命的發(fā)展現(xiàn)狀，以及Velodyne未來的發(fā)展方向。

Alexis Debray（以下簡稱AD）：您好！首先請您介紹一下Velodyne。

Marta Hall（以下簡稱MH）：Velodyne成立于1983年，總部位于加利福尼亞州圣何塞（San Jose， California），以其突破性的LiDAR傳感器技術(shù)組合而聞名于世。Velodyne致力于為自動駕駛和高級駕駛輔助（ADAS）系統(tǒng)供應(yīng)最智能、最強(qiáng)大的LiDAR解決方案。2005年，Velodyne創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官David Hall發(fā)明了實時LiDAR系統(tǒng)，徹底革新了汽車、新移動、測繪、機(jī)器人和安防等領(lǐng)域的環(huán)境感知和自主性能。

Velodyne高性能系列產(chǎn)品包括廣泛的傳感解決方案，例如經(jīng)濟(jì)高效的Puck?，多功能的Ultra Puck?，非常適合Level 4級和5級自動駕駛的Alpha Puck?，超廣角VelaDome?，針對ADAS 優(yōu)化的Velarray?，以及用于駕駛輔助的突破性軟件Vella?。

Pierrick Boulay（PB）：您能簡單介紹一下Velodyne的LiDAR技術(shù)嗎？

MH：作為LiDAR傳感器的全球領(lǐng)導(dǎo)者，Velodyne傳感器結(jié)合了無與倫比的遠(yuǎn)距離探測性能、高分辨率和寬視場，帶來清晰、細(xì)節(jié)豐富的周圍環(huán)境圖像，助力實現(xiàn)更可靠、更安全的自主導(dǎo)航。

LiDAR傳感器以極高的速率向周圍物體（如樹）發(fā)射激光脈沖（每秒數(shù)百萬個激光脈沖），然后，測量激光從物體反射到光探測器的時間。LiDAR技術(shù)的優(yōu)勢在于，這個測量過程可以實時用于非恒定物體，例如行人、騎自行車者和其他車輛等移動物體。

基于飛行時間（Time of flight， ToF）原理，LiDAR實時計算與物體之間的距離，用數(shù)百萬個數(shù)據(jù)點(diǎn)生成點(diǎn)云圖，點(diǎn)云是包含周圍物體距離測量值的一種復(fù)雜“地圖”。這個過程有點(diǎn)像對周圍環(huán)境“噴涂油漆”，以突顯物體，使其可識別，并展現(xiàn)其運(yùn)動。

Velodyne堅固耐用的激光雷達(dá)具有8到128個激光束，以測量車輛周圍環(huán)境。激光束可以覆蓋360度的周圍環(huán)境，以完全“看清”車輛周圍的狀況，這對于人類駕駛員來說是不可能的。這意味著在自動駕駛車輛中，將不存在可能導(dǎo)致碰撞的盲點(diǎn)或廣角危險等典型問題。LiDAR能夠準(zhǔn)確識別最遠(yuǎn)300米距離的物體。這對于自動駕駛車輛來說至關(guān)重要，因為自動駕駛車輛需要能夠識別穿過道路的障礙物到底是紙袋還是小孩，以便瞬間做出準(zhǔn)確的決定。

全自動駕駛汽車代表了超越目前汽車的巨大技術(shù)飛躍。LiDAR是自動駕駛汽車安全運(yùn)行所必需的基礎(chǔ)傳感技術(shù)。

AD：近日Velodyne宣布了和尼康的合作，此次合作未來可以為雙方帶來哪些效益？

MH：具體合作細(xì)節(jié)將在六個月內(nèi)公布?，F(xiàn)在可以分享的是此次合作旨在將尼康的光學(xué)和精密技術(shù)與Velodyne的LiDAR傳感器技術(shù)相結(jié)合。兩家公司已經(jīng)開始調(diào)研廣泛、多方位的商業(yè)聯(lián)盟，包括技術(shù)開發(fā)和制造方面的合作。

Velodyne認(rèn)為，這種合作關(guān)系將有力加速LiDAR傳感器的制造和大規(guī)模生產(chǎn)，服務(wù)于自動駕駛和先進(jìn)的全球安防市場。兩家公司擁有的先進(jìn)感知技術(shù)有著廣闊的前景，適用于廣泛的應(yīng)用，包括機(jī)器人、測繪、安防、穿梭車輛、無人機(jī)和道路安全等。

PB：Velodyne成功地縮小了LiDAR體積，在小巧的Alpha Puck中嵌入了128線激光，你們是怎么做到的？機(jī)械掃描方案是否已經(jīng)達(dá)到了最小尺寸極限？我們是否應(yīng)該使用MEMS等其它技術(shù)來進(jìn)一步縮小LiDAR尺寸？

MH：這些信息涉及了很多技術(shù)秘密。我們對LiDAR技術(shù)的領(lǐng)先地位和突破感到非常自豪，我們將持續(xù)投入創(chuàng)新，包括在體積／尺寸方面。同時，我們的LiDAR解決方案組合將不斷擴(kuò)展，以滿足LiDAR市場的所有需求。

AD：2019年1月，Velodyne和Veoneer宣布合作，您對雙方的合作有何期待？

MH：雙方的合作將有效降低數(shù)百萬臺LiDAR系統(tǒng)的生產(chǎn)和制造成本，并將支持我們與一家主要汽車OEM的合同。Veoneer正在利用Velodyne可擴(kuò)展的車規(guī)級LiDAR傳感器、核心3D軟件技術(shù)和專有的LiDAR專用集成電路（ASIC）引擎，開發(fā)并商業(yè)化汽車應(yīng)用的下一代LiDAR系統(tǒng)。兩家公司將為汽車市場提供優(yōu)化下一代經(jīng)濟(jì)型高性能LiDAR所需要的關(guān)鍵組件、技術(shù)、專有技術(shù)和其它知識產(chǎn)權(quán)。

PB：哪家OEM合作伙伴會從這種伙伴關(guān)系中率先獲利？交通擁堵是否會成為當(dāng)前自動駕駛功能的主要用例，或者，您預(yù)期還有哪些其它3級ADAS主要用例？

MH：我不能公開評論客戶或OEM的盈利能力。我們的LiDAR傳感器可以有效改善各種ADAS功能，包括車道保持輔助（LKA）、自動緊急制動（AEB）、自適應(yīng)巡航控制（ACC）和盲點(diǎn)監(jiān)測（BSM）等。我們的LiDAR解決方案將適用于所有級別的ADAS和自動駕駛，以提高道路安全性。

AD：目前汽車LiDAR最重要的瓶頸是什么？如何解決？

MH：大規(guī)模生產(chǎn)車規(guī)級LiDAR傳感器是行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)。Velodyne在滿足這一需求方面處于領(lǐng)先地位。Velodyne內(nèi)部打造了全球第一條自動化制造工藝，以大規(guī)模生產(chǎn)車規(guī)級LiDAR產(chǎn)品。Velodyne的制造工廠包括一座位于加利福尼亞州圣何塞的20萬平方英尺的超級工廠，利用了高度自動化的機(jī)器人裝配技術(shù)來組裝一系列傳感器。這些革命性的制造系統(tǒng)全部由Velodyne自主開發(fā)，構(gòu)建了公司大規(guī)模生產(chǎn)的基礎(chǔ)。Velodyne還通過向一級供應(yīng)商Veoneer授權(quán)核心LiDAR技術(shù)，與一家世界級汽車制造商達(dá)成長期、大批量制造協(xié)議，從而擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

PB：我們現(xiàn)在看到很多關(guān)于LiDAR的工業(yè)應(yīng)用，您如何看待這個應(yīng)用領(lǐng)域的未來發(fā)展？

MH：Velodyne的傳感器已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用中的各種新技術(shù)，為農(nóng)業(yè)、建筑、伐木、海事、采礦、管道檢測和鐵路等領(lǐng)域提供安全和效率。LiDAR通過提供防碰撞、對象分析和識別，來幫助這些系統(tǒng)在自然環(huán)境中導(dǎo)航。這使它們能夠更好地了解所處的物理環(huán)境和周圍環(huán)境的變化，例如移動的人和物體。這些新的工業(yè)系統(tǒng)只有實現(xiàn)可靠地復(fù)制，才能真正蓬勃發(fā)展。因此，系統(tǒng)設(shè)計必須采用易于采購和批量供應(yīng)的商用組件。

Velodyne的實時3D LiDAR傳感器采用了應(yīng)用廣泛的905nm激光器和雪崩光電二極管。Velodyne 905nm LiDAR元件供應(yīng)基礎(chǔ)的廣度和規(guī)模，至少比其它類型的LiDAR技術(shù)高一個數(shù)量級。我們的許多板級和芯片級電子元件都是商用現(xiàn)貨（COTS），有助于降低新傳感器和退貨授權(quán)（RMA）維修的成本和交貨時間。

AD：目前Velodyne是3D實時LiDAR領(lǐng)域無可爭議的領(lǐng)導(dǎo)者，貴司將如何繼續(xù)保持領(lǐng)先地位？

MH：Velodyne是汽車行業(yè)出貨量最大的LiDAR傳感器供應(yīng)商，在全球擁有250多家客戶。我們強(qiáng)大的解決方案組合能夠滿足自動駕駛和ADAS對LiDAR傳感器的所有需求，并且，我們致力于推動創(chuàng)新以加強(qiáng)這一領(lǐng)先地位。作為DARPA挑戰(zhàn)賽的一部分，David Hall于2004年首次應(yīng)用車輛軟件。過去15年來，我們不斷為我們的LiDAR傳感器增添智能，實現(xiàn)各種LiDAR傳感功能，使我們的客戶能夠探測更多的物體，為汽車提供更精細(xì)的周圍環(huán)境視圖。例如，在最近的2019年消費(fèi)電子展（CES）上，我們推出了VelaDome?，一款緊湊型可嵌入式LiDAR，可提供180°x 180°超寬成像以避免近處物體；還有Vella?，一款與我們的LiDAR硬件專家密切合作開發(fā)的突破性軟件，可實現(xiàn)由我們的LiDAR單元驅(qū)動的無縫集成ADAS解決方案。

PB：您認(rèn)為未來10年LiDAR行業(yè)將會如何發(fā)展？

MH：LiDAR技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和大規(guī)模生產(chǎn)，將推動自動駕駛和ADAS在未來幾年繼續(xù)成為主要的行業(yè)焦點(diǎn)。與大多數(shù)技術(shù)領(lǐng)域一樣，汽車領(lǐng)域的LiDAR市場格局最終也將發(fā)展為三大主要供應(yīng)商。而Velodyne肯定會成為這三家供應(yīng)商之一。其它兩家，仍有待確定。Velodyne還在調(diào)研LiDAR創(chuàng)新的下一個重磅應(yīng)用領(lǐng)域會是什么，我們正在密切關(guān)注貨運(yùn)、智慧城市、增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）和安防等新興應(yīng)用領(lǐng)域。