在今年上海車展上,隨着華爲、大疆等企業紛紛亮相搭載激光雷達的自動駕駛技術,一時間,激光雷達在汽車上的量產應用再次受到了廣泛關注。就連此前一直牴觸激光雷達的馬斯克,也在特斯拉的新款車型上開始測試激光雷達。這一行爲又給激光雷達平添了一份熱度,似乎它就要如大屏幕一般,成爲未來汽車的“標配”。

然而,事實果真如此嗎?

在北京豔陽高照的5月,記者來到了位於北京海淀區西北角的激光雷達製造企業北科天繪科技有限公司,採訪北科天繪創始人、總工程師張珂殊,聽這位常年投入激光雷達技術研究的創業者如何評價當下的激光雷達熱潮。

張珂殊曾任中國科學院研究員、博士生導師,在國內激光雷達業界享有聲譽。記者本以爲他會對激光雷達在智能汽車上的大規模應用感到振奮,但是作爲科學家的張珂殊卻意外地帶給我們一次冷思考。

他認爲,當前激光雷達的技術路徑依然存在爭論,同時,應用場景的不明晰,也讓車載激光雷達的前景不明朗。

三條技術路徑,各有故事

經過十多年的創業,現在北科天繪已經是國內少有的具有獨立知識產權的能生產激光雷達相關設備的供應商之一。“目前主流的激光雷達掃描方式主要分爲機械掃描、OPA(即光相控陣)和MEMS(即Micro-Electro-Mechanical System,也叫做微電子機械系統)三種。但是這三種方式均各有利弊。”張珂殊介紹到。

他認爲,並不需要太艱深的物理知識就能將利弊解釋清楚。比如,機械掃描方式的結構簡單,有廣譜的適用性,但是不適用於高動態場景,難以進行車規級應用。

OPA則是由於光的特性,導致其被搭載在車上時由於嚴重的大氣湍流而容易受到干擾。張珂殊舉例說,“物理實驗中雙縫干涉就可以解釋這一影響,只要屋子空氣對流強一些,干涉條紋就會波動和削弱,應用在OPA上也一樣,干擾一多就會導致相位掃描不再可靠。”

而MEMS從字面上理解是微米量級的工藝特點,難以去適應毫米級的掃描鏡面做高頻振動掃描。

“我此前有過三個論斷,就是OPA走不出實驗室,MEMS走不出工程化,單光子走不出可靠性。目前來看,不幸言中。”張珂殊說。“OPA基本已經被宣佈死亡,當年風頭強勁的Quenegy逐漸銷聲匿跡;走MEMS路線的以色列公司Innoviz,試裝了很多車之後,在2020年底宣佈將推出新產品,暗示原有技術路徑的失敗;而單光子即光學相機路線,我國的企業在這條路上難以獲得在與日韓企業競爭中的優勢。”

技術路線沿應用方向與商業化“雙軌”發展

北科天繪在考察多種技術路徑之後,選擇了3D FLASH+後端算法的解決方式作爲自身激光雷達的技術路徑。到目前爲止,他們已經開發出R-Fans和C-Fans兩條產品線,包括16線和32線機械式激光雷達,等效128線和256線固態激光雷達產品,並已經能在機器人、無人物流車和無人駕駛汽車等產品上落地應用。

北科天繪20年的發展歷程中,已然突破了測繪市場的競爭格局,率先向更多更廣大的數字孿生、智慧城市、自動駕駛領域進軍已稍見成效。從導航級激光雷達到車規級激光雷達,北科天繪已經成爲國內唯一一家同時具備測量型、導航型兩大類激光雷達研製能力的公司。張珂殊認爲,“激光雷達需要參照兩個主要的技術發展路線:第一是數字相機,既要學習它的技術發展脈絡,也要學習商業成功經驗;第二要學習微波雷達,既要學習技術發展史,也要知道驅動技術發展的最終方向是什麼。”

應用場景還需考量

對於目前自動駕駛技術的熱浪,北科天繪當然也在佈局參與,但是張珂殊認爲,許多車企和消費者並沒有明白激光雷達、或者是自動駕駛能帶來怎樣的應用場景,商業化圖譜並不明晰。“自動駕駛尚沒有成爲剛需,而且一旦進入到L4、L5級別之後,車企需要擔負非常大的社會責任,這一點必須要考慮進去。”

而對於像北科天繪這樣的科技供應商企業來說,與整車廠的合作深度以及可以獲得的利潤空間都格外重要。“北科天繪希望和踏實研發技術、開發產品,能夠互相交流、討論,並願意與小企業共同成長的合作方合作。”張珂殊說。“我認爲技術的發展沒有捷徑,想彎道超車是不現實的。技術的發展必須腳踏實地,否則就容易‘脫軌’。”

張珂殊簡介

現任北科天繪創始人兼CTO,曾先後任職於美國Kulick & Soffa和加拿大Optech,參與過NASA和DARPA激光雷達項目。2005年創立北科天繪,曾領導過中科院電子所的激光SAR項目,是國際數字地球學會激光雷達專委會副主任委員、中國光學工程學會常務理事。在激光雷達領域深耕20年,在激光雷達總體設計、信號處理、光機電結構和系統集成應用方面具有深厚基礎,在激光雷達領域享有較高聲譽。

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