今日(3月28日),蔚来ET7正式开启交付。
2021年1月9日李斌在2020 NIO Day上所做的承诺终于兑现。
这是真正意义上首款标配激光雷达的量产汽车。
在蛰伏一年之后,蔚来终于将有一款新车型加入日益激烈的电动汽车竞争,它一方面将缓解蔚来销量排名的下滑,二来也将蔚来再次置于焦点之中。
这款集中应用了多项最新技术以自动驾驶之名面世的车型,在我们看来最值得关注的一是其混合固态电池,二是激光雷达。
智驾君日前走进蔚来激光雷达的供应商图达通智能,走进其苏州公司体验了这款将搭载在蔚来ET7和ET5车身的激光雷达。
图达通是蔚来资本投资的激光雷达公司,李斌在Nio Day后谈及蔚来资本投资的公司时表示,在智能汽车产业链上下游,已布局了20多家公司。
2021年,多款车型宣称将搭载激光雷达上车,蔚来ET7让图达通首次站在大众面前,这样一家初创公司何以实现激光雷达的量产上车,其技术优势何在,如何降低成本都是业内关心的话题。
——01——
图达通是谁?
图达通(Innovusion) 成立于2016年11月,其创始人鲍君威是加州大学伯克利分校电子工程博士。
▲图达通创始人鲍君威
鲍君威早在1998年曾与两位合伙人创办专攻半导体光学测量技术的公司,后被全球第三大半导体设备厂家日本东电电子收购,2014 年鲍君威加入百度美国研发中心,在百度成立自动驾驶事业部后负责车载计算系统及传感器团队,确定了激光雷达及多种传感器的技术发展路线,在此期间促成了百度和Velodyne的深度合作伙伴关系。
两年之后,鲍君威离开百度创立了专注激光雷达的图达通。
2018年,图达通正式面向全球发布了Innovusion Cheetah猎豹激光雷达,该激光雷达是世界第一款兼顾图像级分辨率与高信噪比的远距离探测激光雷达。量产后主要面向L3+级别自动驾驶汽车的研发及测试。
图达通最终的目标是大规模商业化后的自动驾驶市场。
此后,图达通又相继于2019年和2020年发布两款新的激光雷达,分别为捷豹精英版激光雷达和猎鹰。
▲图达通激光雷达捷豹精英版
同样是在2018年10月,图达通 A轮融资获得了中国蔚来资本、富达国际旗下斯道资本(Eight Rods Ventures)和美国F-Prime共同领投的3000万美元。
在2021年5月和8月分别完了6400万美元的B轮融资和6600万美元B+轮融资,新投资方出现了淡马锡、BAI资本和愉悦资本、国泰君安国际私募股权基金和顺为资本。这其中老股东蔚来资本一直持续跟投。
不过如果说仅仅是因为蔚来资本投资了图达通,所以最终蔚来ET7采用了图达通的猎鹰激光雷达,并不完全恰当。
反过来说,正是因为图达通先推出了猎豹激光雷达,才吸引了蔚来资本,并最终成功让猎鹰登上ET7。
▲搭载在蔚来ET7上的图达通激光雷达
鲍君威对这款激光雷达最突出的特点描述是图像级、超远距激光雷达。
当然,因为即将在量产车上搭载,猎鹰激光雷达最成功的是实现了两大突破,即低成本和车规级检验。
——02——
为什么选择混合固态激光雷达?
激光雷达的种类主要包括机械旋转式激光雷达、混合固态雷达和固态激光雷达。其中,混合固态雷达被认为是当前量产车的最优选择。
图达通的激光雷达就属于混合固态雷达。
纯固态激光雷达是产业发展追求的目标,其优点包括尺寸紧凑、性能可靠、便于集成、成本低等,但最大的症结却是技术不成熟,还无法满足L3+自动驾驶汽车对激光雷达的高可靠性要求。
而混合固态激光雷达的优势可以概括为:激光发射及接收装置固定,成本低,产业链成熟,可构建高性能、符合车规的量产产品。现阶段就能做到比机械旋转式激光雷达体积更小、成本更低,同时又没有纯固态激光雷达在核心器件方面那么高的难度和不确定性,相对较容易实现。
鲍君威表示:“混合固态激光雷达其实是机械旋转式激光雷达和纯固态激光雷达中间的一个过渡阶段。在未来漫长的自动驾驶时代,会有几代的产品量产空间,时间大约在10—20年。这是产业界发展必须走的一步,同时对于符合高级别自动驾驶汽车安全需求的第一代可量产的激光雷达产品,我们确信是混合固态激光雷达。”
——03——
安全的自动驾驶需要可靠的感知
图达通的猎鹰采用波长1550nm的激光束。相较于传统的905nm激光,1550nm激光雷达具有以下优点:
一,容易满足人眼安全要求,
二,抗干扰能力强,
三,光束准直更好,
四,光源亮度更高。
在应用过程中,能够实现更远的探测距离,更加精细的物体障碍识别,从而给人和车辆创造更多的反应时间,提升自动驾驶的安全性和舒适性。
▲其点去可识别字体和颜色
据鲍君威表示,目前全球只有图达通和Luminar在大力合作做车规级1550nm激光雷达。
此外,猎鹰在探测距离上能实现10%反射率下250米的探测距离,分辨率0.06°*0.06°。
▲图达通激光雷达猎鹰
自动驾驶汽车需要避让道路上的各类障碍物,但只有在非常确切地判断出来障碍物时才刹车绕行,我们判断一般高度超过20cm的障碍物就需要被绕行。
而当障碍物大小从一辆车缩小到20cm高或黑色轮胎(反射率约为3%)时,只有当探测距离满足250米(10%反射率)的情况下,它才能在100米到150米的距离被激光雷达探测到。这个距离是自动驾驶汽车以120km/h时速高速驾驶时的实现可靠感知的安全距离。
值得一提的是,图达通激光雷达还具有独创的“定睛凝视”功能,可在视场局部产生高密度点云,以获取更精确的三维信息,从而更好地追踪车辆和行人或按照路面的坡度转弯调整,提高自动驾驶的可靠性和安全性。
虽然,对于自动驾驶的发展路线,特斯拉高调地选择纯视觉,因为马斯克认为自动驾驶可以走仿生学,既然人类可以只用眼睛,车辆自然应该也能以纯视觉方案实现感知。
但直到今天,特斯拉的FSD(完全自动驾驶)功能也依然停留在L2阶段,只能算高级辅助驾驶功能。而更关键的是,大部分车企也无法获取如特斯拉般庞大的行车数据来训练其视觉系统。
今天市场上的绝大部分玩家,不管传统主机厂还是高级别自动驾驶公司,都认同采用多种传感器融合的方案,尤其是激光雷达+摄像头+毫米波雷达。
蔚来ET7所搭载的Aquila超感系统包括:
• 1个超远距高精度激光雷达(图达通猎鹰)
• 11个800万像素高清摄像头
• 5个毫米波雷达
• 12个超声波传感器
激光雷达与其他传感器配合满足自动驾驶的安全性和可靠性。
鲍君威认为:“纯视觉方案,不是根本没有用,而是有一些场景肯定解决不了问题的,开车人命关天的事儿,一定要解决所有问题。”
在驾驶过程中,面对道路突发状况,我们需要在极短的时间内进行信息收集、感知预测、决策执行三个步骤。然而,在交通拥堵、道路复杂、环境干扰、疲劳驾驶等情况下,驾驶者很难及时做出精准判断。激光雷达的作用就是帮助我们提前做出决策,进行车辆的安全制动。
同时,在大光比、暗光、静止物体识别上,激光雷达拥有摄像头无法比拟的优势。
“激光雷达是未来重要的发展方向。据权威研究数据表明,2025年,中国激光雷达市场预计达43.1亿美元;中国每百辆私家车中,将有3辆装载激光雷达。”
——04——
蔚来ET7为什么选择图达通激光雷达?
激光雷达上车需要满足三个必备条件,即:满足自动驾驶对安全的要求,满足车规要求,满足可控的量产成本。
除了安全可靠,对主机厂来说,成本显然是其选择供应商时另一个重要的考量因素。而图达通选择的技术路线建立在比较成熟的产业链基础上,能随着产量的提升相应地大幅度降低成本。
混合固态激光雷达目前的产业链相对成熟,量产难度不大。而图达通采用的扫描转镜方式,其上游是电机、镜子,以及各种电机的控制器,这类供应链在业界经过多年发展已经非常成熟,也为图达通激光雷达的量产提供了保障。
当被问及对其激光雷达产品成本预计时,鲍君威表示:“我们认为前视激光雷达,远距的足够清晰的,成本三四百美金四五百美金。”至于近距离激光雷达,比如送货车、机器人、扫地机器人更是便宜得多,可能几百人民币就能下来。
随着产业的发展,必然会带动技术的进步以及成本的削减。那么,当激光雷达的价格达到一定的量产临界点时,继续往前发展,是要追求性能的提升还是成本的下降?
鲍君威认为,目前图达通的激光雷达在性能上是全球最好的,但对于实现可靠的L3或者更高级别的自动驾驶,这个性能仍然只能算合格。如果在现有的基础上,五年后可以实现同样性能,价格降一半,或者同样价格,但性能提升一倍,图达通的选择会是后者。
——05——
其他场景下的应用
除了上车,图达通激光雷达的扩展应用还包括智慧交通、智慧高速、轨道交通、无人矿卡等场景。
在智慧交通领域,图达通的图像级远距离激光雷达捷豹精英版,在10%的反射率条件下,可以探测200米远,最大探测距离400米,对细小障碍物的探测达到100米以外。同时具备与摄像头进行像素级融合的能力,可以为智慧交通提供可靠的感知,保障智慧交通参与要素的安全高效运作。
在重要路口安装多台激光雷达进行点云融合,对路口进行360°全息覆盖探测感知,可以从路侧解决车端的盲区,为智能网联汽车提供安全冗余。
将图达通激光雷达用于高速公路场景,其超高的分辨率和超长的探测距离,可以实现全路段全息融合感知。
目前,百度Apollo智能交通城市项目中已经使用了图达通的图像级远距离激光雷达。
而不久前,图达通的捷豹系列激光雷达完成了在北京亦庄高级别自动驾驶示范区的部署。
凭借其宽视场角和高分辨率,捷豹系列激光雷达可以对道路上的行人及物体进行更准确的监测及分类。
要达到L3+自动驾驶,同时满足城市低速与高速场景的安全感知需求,要求激光雷达垂直角分辨率小于0.1°,探测距离达到250米(10%反射率)以上。
而作为自动驾驶车辆的安全冗余系统,路侧感知激光雷达也需要达到同等水平性能。
2021年是激光雷达上车元年,多家车企纷纷宣布其新款车型将搭载激光雷达。众多配备激光雷达的车型,今年都将陆续交付。
随着蔚来ET7正式开启交付,市场将迎来2022的激光雷达量产潮。
而作为李斌背后的感知专家,图达通也值得一盏聚光灯。
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