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| 本文作者： 大壯旅 | 2016-09-24 15:30 |
題圖：激光雷達(dá)眼中的世界
雖然自動(dòng)駕駛概念炒得火熱，但大多數(shù)人恐怕都沒(méi)見(jiàn)到過(guò)活生生在路上奔馳的自動(dòng)駕駛汽車(chē)。
不過(guò)，如果哪天你有幸得見(jiàn)，首先吸引你的肯定不是它駕駛座上有沒(méi)有人，而是其車(chē)頂“嗖嗖”旋轉(zhuǎn)著的傳感器——激光雷達(dá)。這“家伙”可以算得上是自動(dòng)駕駛汽車(chē)上的“眼睛”，它能幫助車(chē)輛探知周邊的環(huán)境，但同時(shí)它也是自動(dòng)駕駛車(chē)輛普及路上的攔路虎，因?yàn)榧す饫走_(dá)的價(jià)格確實(shí)不便宜。
雖然眼下這套系統(tǒng)又貴又復(fù)雜，但未來(lái)幾年內(nèi)，其價(jià)格和可靠性都會(huì)朝著我們希望的方向發(fā)展，推動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)大眾化。
從名字就可看出，激光雷達(dá)與雷達(dá)是近親，它們同屬感應(yīng)技術(shù)，用激光脈沖來(lái)探測(cè)周邊物體，不過(guò)激光雷達(dá)的探測(cè)范圍并沒(méi)有雷達(dá)廣，而且由于波長(zhǎng)較短，激光雷達(dá)的分辨率也更高。正是這種可靠和高品質(zhì)的數(shù)據(jù)收集讓激光雷達(dá)成了大多數(shù)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的首選，許多專(zhuān)家甚至認(rèn)為激光雷達(dá)應(yīng)該成為自動(dòng)駕駛車(chē)輛的標(biāo)配。
“激光雷達(dá)是自動(dòng)駕駛車(chē)輛的關(guān)鍵傳感器，因?yàn)樗茉诟鞣N條件下滿(mǎn)足車(chē)輛對(duì)精度和定位的需求，” nuTonomy 公司 CEO 艾格尼瑪解釋道，該公司正在新加坡測(cè)試自動(dòng)駕駛汽車(chē)。不過(guò)，艾格尼瑪指出，如今激光雷達(dá)的體積、復(fù)雜度和成本正在阻礙其市場(chǎng)化的腳步。
眼下，大多數(shù)自動(dòng)駕駛車(chē)輛都搭載 Velodyne 公司出品的 HDL-64E 激光雷達(dá)，該產(chǎn)品每秒能完成對(duì)視場(chǎng)中 220 萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的掃描，同時(shí)還能完成對(duì) 120 米范圍內(nèi)物體的定位，精度可達(dá)厘米級(jí)。
強(qiáng)悍是強(qiáng)悍，但是這樣一個(gè)傳感器的重量達(dá)到了 13千克 ，單價(jià)更是高達(dá) 8 萬(wàn)美元（快能買(mǎi)輛特斯拉了）。
今年， Velodyne 又推出了新款激光雷達(dá) VLP-32A ，其探測(cè)距離可覆蓋車(chē)輛周?chē)?200 米的范圍，重量卻只有輕巧的 600 克。最重要的是，如果能大規(guī)模量產(chǎn)，這款激光雷達(dá)的價(jià)格將降至 500 美元左右。雖然價(jià)格已經(jīng)大幅下滑，但對(duì)價(jià)格敏感性強(qiáng)的消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，還是有些貴。
面對(duì)這一問(wèn)題，大家紛紛獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界都在思考如何減小激光雷達(dá)的體積、簡(jiǎn)化制造步驟并降低售價(jià)。
在今年年初的 CES 上，來(lái)自森尼維爾的 Quanergy Systems 公司就展示了一款專(zhuān)為自動(dòng)駕駛車(chē)輛開(kāi)發(fā)的固態(tài)激光雷達(dá)原型產(chǎn)品。該激光雷達(dá)利用光相控陣來(lái)散播激光脈沖，這樣一來(lái)整個(gè)系統(tǒng)就不用一直處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)了。 Quanergy 預(yù)計(jì)這款激光雷達(dá)的價(jià)格最低能降至 250 美元， 2017 年初就能投入使用。
與此同時(shí)，有兩家新創(chuàng)公司也在低成本激光雷達(dá)的道路上奮勇前進(jìn)，它們的新系統(tǒng)預(yù)計(jì)將低至 100 美元，而且 2018 年就能正式面世。
此外，以色列的 Innoviz （高分辨率、廣視場(chǎng)）和荷蘭的 Innoluce （用微機(jī)電反射系統(tǒng)替代固態(tài)雷達(dá)）也都有各自的殺手锏。
（光學(xué)顯微照片顯示麻省理工學(xué)院的固體激光雷達(dá)，0.5毫米×6毫米的硅光子芯片與導(dǎo)向傳輸和接收相控陣天線(xiàn)和芯片上的鍺探測(cè)器。圖片來(lái)源：Christopher V. Poulton）
其實(shí)要說(shuō)最近能讓人眼前一亮激光雷達(dá)系統(tǒng)，還得數(shù)麻省理工的解決方案。該方案隸屬于美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局的電子光子異質(zhì)集成項(xiàng)目，麻省理工的研究人員利用硅光子學(xué)將激光雷達(dá)系統(tǒng)壓縮成了一個(gè) 0.5-6 毫米大小的芯片。雖然麻省理工的原型產(chǎn)品視場(chǎng)只有幾米，但未來(lái)擴(kuò)展到一百米并不困難，最重要的是該芯片單價(jià)只有 10 美元。
市場(chǎng)對(duì)小型化、低成本固態(tài)激光雷達(dá)需求量大得驚人，單單是今年 8 月， Quanergy 就拿到了 9000 萬(wàn)美元的投資，其估值也順利達(dá)到15.9億美元。此外，福特和百度則聯(lián)手為 Velodyne 注資 1.5 億美元。廠(chǎng)商們投入巨資就是為了在未來(lái)幾年內(nèi)拿出售價(jià) 100 美元左右的激光雷達(dá)解決方案。
除了汽車(chē)產(chǎn)業(yè)這個(gè)大金主，未來(lái)小型化、低成本激光雷達(dá)還能造福多個(gè)產(chǎn)業(yè)。如果將它們?nèi)诤线M(jìn)智能手機(jī)，就能獲得高精度的動(dòng)作識(shí)別能力，徹底改變我們的交互方式。
此外，將激光雷達(dá)植入機(jī)器人的手指，也能讓它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)更加靈活。在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域，它還能提高產(chǎn)品的避障能力并幫無(wú)人機(jī)安全完成包裹遞送任務(wù)。
本文編譯自 IEEE Spectrum，原文標(biāo)題為：Cheap Lidar: The Key to Making Self-Driving Cars Affordable。
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