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【首发】禾赛科技发布固态激光雷达 Pandar GT,李一帆自述:从「玩具」到「车规」的漫漫长路|甲子光年

· 甲子趋势

甲小姐说:

如果你了解自动驾驶,便离不开对激光雷达的讨论;如果你了解激光雷达,禾赛便是你绕不过去的中国玩家。

禾赛诞生五年,三年前回国,我与一帆自那时相识,也目睹了其团队升级打怪的三年。尽管从“禾赛”这个名字开始,他们就一直把自己打造成一家彻头彻尾的中国公司,但其团队依然直冒着硅谷颠覆者“鼻孔朝天”的气质。

三年来,这家公司从财务状况和体量上连升几级,却从未试图学会温和平滑。每隔几个月,禾赛总习惯于毫无顾忌地拿出属于“市场破坏者”的新闻。

今天,禾赛科技带来了一款新产品——固态激光雷达Pandar GT

禾赛科技CEO李一帆为「甲子光年」带来了他的自述,他将告诉你:

-激光雷达,固态替代机械是必然,而真正难的是做车规级的固态激光雷达。

-全球激光雷达行业客户分为两类:测试派和整车厂派。

-几种现有固态激光雷达解决方案各自的不足。

-禾赛固态激光雷达PandarGT和其核心技术ZOLO(Zoomable Light Oscillator)。

你怎么看待李一帆的野心和禾赛的前景?欢迎各路英雄在评论里广泛讨论。

禾赛固态激光雷达PandarGT, 

从玩具到车规的漫漫长路

作者|李一帆禾赛科技CEO

微信|甲子光年(ID:jazzyear)

很多人都说2017年不会出现满足自动驾驶需求的固态激光雷达。

很多人以为PandarGT取名于保时捷911GT,野马GT。

都错了。

禾赛固态激光雷达PandarGT

禾赛固态激光雷达PandarGT–GuTai

2017年4月,大家还在研发16线的时候,我们已经量产了40线Pandar40。现在,Pandar40已经装在了硅谷、旧金山、底特律、匹兹堡、柏林、斯图加特、慕尼黑和祖国各地的数十家顶尖自动驾驶公司的无人车上。仅加州的44家获得自动驾驶测试牌照的公司中,就有13家使用了HESAIPandar40,为此我们专门在硅谷最繁华的Palo Alto开设了北美分部,从而更好更快速地服务客户。

擅长测远距、精度高、耐高低温、运行极其平稳安静、抗震性好,成为绝大多数客户选择Pandar40的原因,哪怕我们的价格比竞争对手的16线产品贵4倍以上。

Pandar40部分公开路测客户

禾赛的第一款激光雷达产品Pandar40

但我们没有止步于此。

1975年,数码相机最早被柯达的科学家发明,却被扼杀在摇篮里,因为柯达高层担心未来没有人买胶卷。之后近半个世纪,各行各业都经历着自己的“柯达时刻”,激光雷达也不例外。

在这个领域,机械式激光雷达就像胶卷相机,而固态激光雷达则是带来变革的数字相机。

巧合的是,我作为曾经的机器人控制专家,就是因为看到了机械硬盘被固态SSD颠覆的“柯达时刻”,离职创立了禾赛。按道理说,没人比我更能体会在夕阳产业挣扎的无助和痛苦。然而,我们开发的第一款激光雷达Pandar40却是机械旋转式,这似乎有点说不通。

事实上,我们早在2016年初开发Pandar40的时候,就同步开始了固态激光雷达PandarGT的研发和验证工作,但PandarGT的发布却比Pandar40整整晚了一年。这其中主要有两个原因:

第一:研发门槛。

固态激光雷达的成像原理和传统机械式完全不同,虽然具体实现方案有很多种,但绝大多数都停留在实验室阶段,更别提车规量产了。还有一些虽然Demo做出来了,却因为物理原理的硬伤,卡在无法进一步提升测距性能,最终只能用在室内或者停车这样的功能上。

第二:产品定位。

固态激光雷达的定位是车规级产品,这其中对成本(不超过数百美元)、体积(大约拳头大小)、温度和震动等要求都是极其严格的。如果以融资为目的做一个demo,可以达到性能技术指标,但面对真正有量产需求的客户时,这些问题可能成为产品的硬伤而永远无法被解决。

整车厂的客户曾经有一次半开玩笑地对我说:在车厂看来,市面上所有的高线数激光雷达,都不符合车规,贵且量不大,更像是玩具,想要真正装到量产车上还有很长的路要走。

如果我们把全球激光雷达行业的客户做一个画像,你会发现截然不同的两派,我们姑且把他们分作“测试派”和“整车厂派”。

(1)测试派

典型公司:Google/Waymo

测试派的客户最大的特质是量少,钱多,着急

他们中,偏早期一些的是买几台做研发和开发,收集数据,验证系统。成熟一点的客户会买几十到几百做小批量的运营,简称Fleet Service(比如做无人出租车运营的Robo Taxi)。这类客户特别急,因为他们开发的时间都是按周规划的,无人车是一个很大的系统,激光雷达不到位,系统就没法搭了。他们希望雷达线数越高越好(提高系统安全和冗余),对价钱相对不敏感(往往单价在数万美金)。因此,机械激光雷达是此类公司最主流的选择,当然他们同时也希望考虑固态激光雷达,前提是产品足够成熟。

(2)整车厂派

典型公司:奥迪,宝马

整车厂派最大的特质是量大,钱少,标准高

纵观全球顶级汽车厂,都有既定的第一批LEVEL3以上功能量产车下线时间(SOP–Start of Production),从2019-2022不等。同时汽车公司对成本控制极其严格,几百美金是他们能接受的上限,而且产品需要满足苛刻的车规认证。所有的车规属性,只要一条不满足,整车厂都不会承担这个风险。由于这些条件的限制,他们往往只能考虑固态激光雷达。由于市场上目前并没有出现可以满足所有要求的固态产品,也因此给诸多固态激光雷达公司留下一个群雄逐鹿的机会。

PandarGT的设计理念

我们在设计PandarGT的时候,面对的是极其苛刻且互相矛盾的设计指标。市面上现有的方案都存在很大的瓶颈,传统光相控阵OPA功率受限无法满足距离要求,MEMS方案一致性和产品寿命始终无法保证,Flash系统的输出能量限制,不可能超越单点测距的系统……最终,我们在综合了各个方案的优缺点之后独创了一种激光雷达的固态成像办法,这是我们认为唯一可以在车规的前提下实现所有功能指标的固态激光雷达解决方案,也就是PandarGT独用的ZOLO技术:

ZOLO–Zoomable Light Oscillator

(1)全自主设计的工艺

PandarGT采用了全新材料和加工工艺,其独特的光学成像系统,在不牺牲性能的前提下,将整个激光雷达总零件数由超过1000件降低到少于100件,大幅降低成本,并提高了系统可靠性。

PandarGT核心是一套极其精密的光电成像系统。为了保证最优化的光电信噪比,我们几乎重新设计了这个系统链条上所有的核心元器件,而没有依赖现成的组件。唯一的问题是,作为一项全新的工艺,它太精密了,我们并不是十分确定这样的设计可以经受住各种恶劣环境的测试。为了让产品可以最终通过车规认证,我们在设计之初就对它怀着一颗敬畏的心。每一个环节都要做足够的可行性和可靠性验证,环境温度、震动、电磁干扰EMC,在每一项内容不能确定能够最终满足要求之前,它还仅仅是个玩具,我们的目标不是生产玩具。

(2)超远测距性能

远距测量是激光雷达最大的挑战之一,而它恰好是我们最擅长的领域。禾赛多年来在激光遥测仪和机械激光雷达中的积累,很重要的一块就是激光发射接收的光学优化设计,超高信噪比的电子系统,和成熟的反射光模式识别算法。每当行业普遍认为某一个距离已经是机械雷达的极限的时候,CTO向少卿会淡定地说,“还有余地。Let’s push the limit.

过去一年的时间里,Pandar40的测量远距性能从早期的100m@40%反射率,到最新一版的200m@20%反射率,提高了数倍,而这一切都是在保持激光峰值功率低于人眼安全标准的前提下进行的。

人和轮胎@25m

(3)动态视场调整

PandarGT由于其独特的光学原理,所成的像不再是垂直方向上固定的线数,而是一个动态可调的范围。视场角FOV、角分辨率、甚至中心区的朝向,都是可以在激光雷达使用中进行动态变化的。打个比方,以前的机械激光雷达有点像行车记录仪,角度和分辨率都是固定的,远处的物体太小就会看不清。PandarGT像是给了你一个望远镜,而且是可以调焦距的望远镜,如果发现前方远处地上有不明物体,不仅可以把望远镜转向那个物体,还可以很多倍地放大那个物体,给感知系统足够多的数据,一次看个清楚。

PandarGT的下一步

PandarGT已经完成原型研发,正在与多家国际一线OEM和Tier1合作和开发测试。预计2018年第一季度,会给数十家量产合作伙伴正式提供A样件。

部分Pandar40的客户和早期合作伙伴在现场测试和评估结果后对PandarGT给予了极高的评价:

(1)AIWAYS

爱驰亿维作为国内新势力造车的代表,正在极力推进车联网+、自动驾驶技术的商业化落地。爱驰亿维的联合创始人兼CEO谷峰(前上汽CFO)在亲自到访禾赛、并现场观看了PandarGT的成像试验结果后,对禾赛在固态激光雷达上的研发进度感到惊讶,并表示:“固态激光雷达是ADAS领域的核心环境感知传感器之一,PandarGT的目前所表现出的性能和未来的潜力是值得我们期待的,禾赛在中国这个竞争愈发激烈的市场里,以其高效的特质占据了一席高地,我们希望今后双方在智能驾驶环境感知领域能有更多合作。”

(2)智行者

作为实现无人驾驶技术批量化的国内先驱初创企业之一,智行者在蜗必达无人配送物流车小车上,搭载禾赛混合固态机械式激光雷达,并进行实地运营,在限定场景下实现真正意义上的无人驾驶。在看到禾赛下一代固态产品PandarGT成像效果后,智行者创始人兼CEO张德兆表示:“固态激光雷达技术壁垒极高,禾赛这款产品兼顾高角分辨率和测距能力,量产后将对整个无人驾驶行业有重要的意义。”
(3)Roadstar.ai

Roadstar.ai作为自动驾驶战场上冉冉升起的新星,其首席机器人科学家周光,在造访禾赛并观摩PandarGT的实地测试之后,表示:“Pandar40轻巧的设计、高角分辨率及优秀的探测距离等特点让我们相信这款产品是目前世面上性能最好的机械式激光雷达之一。在亲自看了PandarGT的测试效果后,我们认为禾赛在固态激光雷达的开发和量产上具备极强的潜力。相信在不久的将来,这一产品将给这个行业带来又一轮革新。”

(4)景驰

景驰科技作为自动驾驶领域的领军企业,正努力推动自动驾驶技术的进步和商业化落地。景驰科技的车辆电子工程总监张振林先生在到访禾赛并观看了PandarGT的演示结果后表示:“激光雷达是实现高级别自动驾驶必备的核心传感器,而固态化可能是激光雷达走向更高性能、大规模和低成本量产的主要发展方向。很高兴看到禾赛科技在生产高质量机械式激光雷达的同时,在固态雷达的研发上也走在了行业的前列。PandarGT展现出的性能和潜力非常值得我们期待。”

写在最后

2018会是自动驾驶真正爆发的一年,众多整车厂面临设计定型,众多无人车公司会大批量开始路测。兵马未动粮草先行,2018更会是激光雷达百花齐放的一年,机械还是固态,国货还是洋货,我们拭目以待,大家一起加油,在这难得的黄金一代。

Pandar GT – the Golden Time

图为禾赛科技五周年庆合影@禾赛虹桥研发中心

END.

编辑|火柴Q

设计|孙佳栋

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