自從激光雷達突破車規限制,實現上車之后,對于其安裝位置的爭議就沒有停止。兼顧功能與美觀,一直是汽車廠商對激光雷達安裝位置關注的重點。
裝在車頂,視野好,但外形不好看,使用環境也會影響激光雷達的效果,而且溫度高,容易增加激光雷達運行負荷,影響壽命以及穩定性。
裝在車前保險杠的位置,基本上不影響車身造型設計和美觀,但位置偏低,盲區范圍大,還很容易搞臟,影響激光雷達的效果,而且裝在這個位置容易碰撞,維修困難,且成本高昂。
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還有車企把激光雷達裝在引擎蓋上的,但被認為對于行人碰撞的安全性不太友好,目前還未上車。
2023上海車展前夕,國內激光雷達第一股、去年車載激光雷達全球賣得最好的禾賽科技,在上海辦公室里發布了一款性能處于主流水平的超薄激光雷達,并和福耀集團一起把這款產品集成到了車內前風擋的位置,為車企的安裝激光雷達提供了新的選擇。
因疫情、俄烏沖突、缺芯等影響,2022 年激光雷達出貨量低于預期,全球乘用車激光雷達出貨量約 15 萬顆,而搭載激光雷達的乘用車銷量約 10 萬輛,滲透率不到 0.1%。
這一年,以 SPAC 方式在美國上市激光雷達初創企業,股價皆經歷了大幅下跌,除 Innoviz 外 全年跌幅皆超 70%,乃至 90%,甚至還有倒閉和合并的。
而在中國,2022年被為激光雷達“量產元年”,理想L9、小鵬P5、蔚來ET5、蔚來ET7等數十款搭載激光雷達的新車開始量產交付,激光雷達在中國的發展速度遠快于海外。
不過,在量產之后,在L4以上智能駕駛尚未落地的背景下,激光雷達的應用場景仍然受到限制。
而車載激光雷達以外的市場,比如智慧物流、智慧交通、機器人等,跟乘用車市場的需求相比規模還比較小。車載激光雷達量產規模如何擴大,智能汽車企業的需求仍是關鍵。
激光雷達廠家的發展規模,很大程度取決于乘用車市場銷量的遞增。隨著向高級輔助駕駛領域的滲透,搭載激光雷達的車型會越來越多,但由于目前成本較高,激光雷達仍主要用于30萬元以上車型。
從消費者角度來看,激光雷達雖然能實現穩定、高質量的感知,但是不是積極參與了后面的決策和執行,用戶在輔助駕駛功能體驗上,感知并不明顯。如果購買裝配激光雷達的車型,只是為三年后的智能駕駛系統買單,可能會影響消費者的購買熱情。
在這種情況下,應該如何結合汽車市場和消費需求,在大規模量產的同時,實現技術、產品和市場上的創新和拓展,為今后的快速發展打牢基礎,是擺在激光雷達企業面前的挑戰。
在發布會上,禾賽科技創始人、CEO李一凡向記者介紹了主機廠在選擇激光雷達產品時的考量,他認為現在最大的考量是公司要靠譜,不能倒閉、不能騙人。而針對產品,車企主要會考慮以下幾個方面:
首先是質量。質量不是一個可以前向預測的東西,很難想象一個人做一個東西沒做出來就講質量,其實質量就是量。量有可能完得很慢,但必須得有量,沒有量談質量,意思不大。
其次是性能。測距遠、分辨率高,這些參數意義不大,最關鍵的是實際展現的性能和車廠的需求匹配,和軟件系統匹配。
第三是價格。他認為,因為在中國的成本壓力更大,競爭更激烈,在中國卷明白,說明成本控制是極有效的,再去卷全球就會很容易。同時,中國的供應鏈管理能力和大家對激光雷達的認真程度是強于海外的。
第四是顏值。用戶選車時很難繞過顏值,在很多消費者心中,顏值的重要性甚至超越其他的東西,因此安裝激光雷達是不是影響美觀,在主機廠的決策過程當中很重要。
其實,主機廠最終的訴求,是讓用戶更愿意用這個產品,而不是每次用的時候,抱怨東西不好用。這個問題怎么解決的呢?在禾賽看來,把它做美意義是不大的,真正要做的是把它做薄,因為薄了安置起來更加靈活。
面向 ADAS 前裝量產市場的ET25就是這樣一款超薄的車規級遠距激光雷達,專為置于前擋風玻璃后而設計的。
ET 意為 Extremely Thin,超薄25則是指機身高度為25 mm,它比48mm的 AT128 薄了將近一半,但性能不僅沒有作犧牲、反而更加強大。
ET25 的 FOV 為 120° (H) x 25° (V),測距在無擋風玻璃時達 250 米,擋風玻璃后也可達 225 米,點頻超過 300 萬點/秒,最小分辨率僅為 0.05° x 0.05°。
艙內集成激光雷達,為什么機身的薄厚至關重要?
其實在風擋的位置集成傳感器并不是新鮮事,很多車把雙目甚至三目的攝像頭放在這里。而集成于風擋上方的傳感器,都必須與擋風玻璃之間留有一定的空間,這個空間被稱為 Keep Out Zone (KOZ)。
因為傳感器支架置于駕駛員頭部上方,如果48毫米厚的AT128 裝在擋風玻璃上,會有一大塊視野被擋住,只有把激光雷達做得特別薄,遮擋面積特別小,更少地占用座艙空間,才能有效降低對駕駛員視野的影響。
把激光雷達做到尺寸如此超薄并不難,難的是在小的同時性能不減反增,這就要考驗激光雷達企業的核心技術能力了。
禾賽之所能做到測距提升又功率下降?得益于禾賽新一代的自研激光收發芯片、新型的掃描結構,ET25 接收芯片靈敏度有數倍的提升,從而提升每個激光點的效率,針對 10% 反射率的物體,突破性地將 905 nm 激光雷達的測距能力提升到 250 m 以上,助力智能汽車在遇到復雜路況時及時判斷風險、做出更安全的決策。
除了性能之外,把激光雷達放在風擋上方的位置,其實還有不少技術難題。
比如噪音,把它裝在離人的腦門這么近的地方,如果噪音大,前排的人肯定受不了。而ET25 由于機構設計出色,噪音小于25dB,低于圖書館內的噪聲值。
激光雷達裝在前風擋的位置,還有兩個更重要的問題要解決,一是散熱,包括激光雷達本身的散熱和車內的散熱;二是減輕或消除普通玻璃對激光雷達信號的大幅衰減。
要散熱先要降低激光雷達的功耗,這一點ET25 散熱表現非常出色,功率只有 12 W,比AT128低了50%。
而雷達功耗小是只是一方面,還要解決玻璃隔熱和信號衰減的難題。這就要從激光雷達本身和風擋玻璃同時下手了。這可就不是禾賽一家能解決的了。于是,禾賽攜手福耀,一起研發解決這個問題。
福耀集團成立于 1987 年,是國內最具規模、技術水平最高、出口量最大的汽車玻璃生產供應商,擁有業界前沿的技術研發和生產制造實力。
據福耀集團副總裁蔣炳銘介紹,福耀很早就在關注激光雷達在車上的應用,包括攝像頭、激光雷達的組合。
了解到激光雷達安放位置的弊病后,他覺得激光雷達應該像雨感器、攝像頭一樣,放在車內更好。早在兩三年前,福耀就找了很多激光雷達的廠家研究此事,但當時激光雷達尺寸太大,不合適放在車內。直到他碰到了禾賽的CEO李一帆,看到了正在向小型化、超薄化方面發展的禾賽激光雷達。
于是福耀和禾賽組建研發團隊,研究如何把玻璃對紅外線的吸收大幅度降下來。他們在超薄的ET25激光雷達 KOZ 區域,采用經過特殊處理的近紅外增透風擋玻璃,對激光雷達特征波段的紅外光透過率進行了優化,讓安裝在擋風玻璃后側的激光雷達點云效果依然出色,從而解決了普通玻璃造成艙內激光雷達運轉時信號衰減的業界難題。
從訂單表現看,目前禾賽在激光雷達領域已經處于頭部位置。官方數據顯示,2022 年禾賽全年營收和交付量,均超過了 8 家美股上市激光雷達同行公司的總和。
其中,主力激光雷達AT128 已經獲得包括理想、集度、高合、路特斯、長安、上汽等在內的 11 家頂級汽車廠商及科技公司共計數百萬臺激光雷達量產定點。
不過,單純從尺寸、性能、美觀度等方面來看,新發布的ET25顯然優于禾賽目前的AT128。那么ET25會不會搶奪AT128的一部分客戶?
禾賽CEO李一帆認為,ET25和AT128并非替代關系,而是互補關系。AT128依然是禾賽的旗艦產品,體積更大、測距更好、分辨率更高,未來會不斷升級,滿足客戶更高的需求;而ET25輕巧,美觀,集成會更容易,其使命更多的是帶領整個行業向更高的維度跨越,引領整個行業上量。二者各有各的優勢,長期來看,兩者是可以共存的。
在他看來,2025年、2026年是激光雷達全球中國以外上車第一波熱潮,2024年底到2026年初是中國第二波熱潮,這時正是ET25上車的時候。
今年和明年至少幾十萬臺車會裝激光雷達,在裝載運轉的過程中,軟件系統能不能跟得上,消費者體驗是不是滿意非常重要,激光雷達是不是偽需求,可能也能看出端倪了。所以,去年是硬件之戰,今年是功能之戰。
從現場體驗的一臺展示車來看,在駕駛位看來,集成了ET25的模塊個頭還是有些大,對視野有一些遮擋,而點云效果雖然比沒有玻璃遮擋還是差一些,但已經可以接受,相信隨著技術的改進,后期真正量產上車的時候會有進一步改善。
不過,把產品做成功,還只是萬里長征走出了第一步,在量產過程,估計會有不少問題要解決,比如量產時如何將激光雷達和玻璃進行整合、特制玻璃成本如何控制等等,還需要禾賽、福耀以及車企緊密合作,充分磨合,一起繼續往下走。只有真正上車,才算商業化做成功了。
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