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| 本文作者： 于勝越 | 2019-04-30 14:49 |
激光雷達(dá)技術(shù)比拼的時代已過，各家技術(shù)路線已錘定音，或MEMS、或Flash、或OPA。下一步的競爭才剛剛開始，即如何將激光雷達(dá)擺脫科研產(chǎn)品的帽子，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品落地上車。
與傳統(tǒng)玩家不同，硅谷激光雷達(dá)供應(yīng)商Cepton獨(dú)特之處在于，自主研發(fā)Micro-motion微動技術(shù)，這區(qū)別于當(dāng)前主流的 MEMS、Flash和 OPA 技術(shù)路徑。伴隨Micro-motion微動技術(shù)趨于成熟，Cepton也在近一年內(nèi)相繼推出多款車規(guī)級激光雷達(dá)方案。
這家新創(chuàng)激光雷達(dá)供應(yīng)商由一群曾工作于Velodyne的行業(yè)老兵創(chuàng)立，行事比較“低調(diào)”。成立三年，Cepton團(tuán)隊(duì)規(guī)模達(dá)70余人。近日Cepton在英國開設(shè)辦公室，其英國團(tuán)隊(duì)將在接下來的一年中擴(kuò)展至十幾名技術(shù)解決方案專家和工程師，并加速展開其在歐洲的激光雷達(dá)業(yè)務(wù)。
去年8月，Cepton牽手日本最大汽車照明燈公司Koito（小糸制作所），為后者提供定制的微型激光雷達(dá)解決方案，將激光雷達(dá)安裝進(jìn)車燈中。現(xiàn)階段雙方正在集中精力實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)生產(chǎn)自動化、量產(chǎn)上車。用Cepton的聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO裴軍的話說，“在激光雷達(dá)自動化量產(chǎn)上車層面，Cepton已經(jīng)走在賽道前列。”
2019年，這家行事低調(diào)的初創(chuàng)公司相繼推出多款全新的面向量產(chǎn)的激光雷達(dá)方案：Vista-M、Vista-X及Vista-Edge激光雷達(dá)評估套件。每一個產(chǎn)品背后都有一段故事。2019 AI+智能駕駛創(chuàng)新峰會上，雷鋒網(wǎng)新智駕對話裴軍，了解到Cepton激光雷達(dá)方案的布局思考、量產(chǎn)進(jìn)程及Micro-motion微動技術(shù)更多細(xì)節(jié)。
激光雷達(dá)技術(shù)原理已成定勢，自發(fā)明以來，并未有太大改變。各家激光雷達(dá)供應(yīng)商在激光雷達(dá)測量方式、激光波長方面并不能拉開差距，或TOF、或1550nm激光、或905nm激光。
激光雷達(dá)測量方式：現(xiàn)階段，在全球范圍內(nèi)的60/70家激光雷達(dá)供應(yīng)商中，90%的公司選擇TOF進(jìn)行激光雷達(dá)測量。
激光波長層面：1550nm及905nm激光是常見方案。Cepton選擇905nm的激光。905nm激光的原材料主要是硅，已經(jīng)廣泛使用在汽車及電子產(chǎn)業(yè)中，相比之下更經(jīng)濟(jì)適用。理論上，1550nm的激光能夠達(dá)到更遠(yuǎn)的探測距離，但其激光發(fā)射器所使用的原材料——砷化鎵的成本非常高，且短期內(nèi)很難降下來，而砷化鎵材料現(xiàn)階段也并未實(shí)現(xiàn)車規(guī)級，成為車規(guī)級材料仍需一段時間。
更為關(guān)鍵的是激光雷達(dá)成像技術(shù)。這成為各路企業(yè)角逐重點(diǎn)，即如何打造一款成像激光雷達(dá)，為自動駕駛及其它應(yīng)用提供三維影像。
裴軍提到，Cepton創(chuàng)立初期，團(tuán)隊(duì)對于利用“鏡子進(jìn)行掃描”一想法非常感興趣，但其缺陷在于鏡子過大會影響掃描速度，鏡子太小則影響光量接受度。面臨鏡子面積大小與掃描速度之間難以平衡一題，Cepton放棄該模式，自研Micro-motion微動技術(shù)。
簡單描述Micro-motion技術(shù)原理即將發(fā)射和接收端（sourceaA、B，DetectorA、B）信號連接，并使其保持運(yùn)動，在運(yùn)動過程中保持光學(xué)共軛，完成各個空間內(nèi)的掃描。且在這個過程中，運(yùn)動幅度較小，以免除電機(jī)磨損。
如何實(shí)現(xiàn)無磨損的微動？Cepton通過添加電磁鐵，給予電磁鐵可控電流帶動柱子震動，避免電機(jī)磨損。電磁鐵裝置類似于車內(nèi)喇叭震動，沒有摩擦，且功率較低，而沒有磨損也能保證其更長的壽命。
與傳統(tǒng)激光雷達(dá)方案不同，Cepton激光雷達(dá)沒有“線”這一概念，更強(qiáng)調(diào)分辨率。Micro-motion兼具橫向和縱向分辨率。對于大部分激光雷達(dá)（尤其是旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá)）而言，垂直方向的分辨率一直是軟肋，但 Cepton 激光雷達(dá)的垂直方向分辨率可以達(dá)到對手 的4 到 5 倍。
基于趨于成熟的Micro-motion技術(shù)，Cepton在一年內(nèi)相繼推出多款全新車規(guī)級激光雷達(dá)方案：Vista、Vista-M、Vista-X及Vista-Edge激光雷達(dá)評估套件。
去年3月，Cepton發(fā)布激光雷達(dá)Vista。這款產(chǎn)品在工程、成本、可靠性三方面實(shí)現(xiàn)了平衡，即掃描等效分辨率高達(dá)120線；探測距離超過 200 米；空間分辨率在水平和垂直方向均為 0.2 度；系統(tǒng)功耗不到 10 瓦；成本為千元級；可適用于自動駕駛測試及各類場景中的自動駕駛應(yīng)用。
但自動駕駛車輛需要的不是一款通用型激光雷達(dá)。為實(shí)現(xiàn)360度全場景掃描、多環(huán)境、不同角度距離的檢測，根據(jù)產(chǎn)品上車位置不同，不同的激光雷達(dá)方案應(yīng)勢而生。
面向L2/L2.5輔助駕駛車輛，因其要求安裝于車輛前部的激光雷達(dá)數(shù)量較少（一臺車只需要一臺前視激光雷達(dá)），對成本要求不高，但對探測距離、空間分辨率更加嚴(yán)格。所以，Cepton推出了Vista-X，可支持200m的檢測范圍，以10％反射率檢測120°的視場。整個視場角的空間角分辨率為0.2°。這款激光雷達(dá)可集成到車輛的前部、后部及內(nèi)部。
下一款Vista-M則分別裝進(jìn)兩個車燈，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充作用。因該位置的激光雷達(dá)對視場角、辨識距離要求不高，所以Vista-M檢測距離為150m，視場角為120 °，功率低。體積不超過一個常規(guī)的蠟筆盒，可與車輛前大燈、尾燈和側(cè)視鏡進(jìn)行無縫融合，支持在車輛設(shè)中融入更多智能化和自動化元素。
如此，Vista、Vista-M、Vista-X則構(gòu)成了Cepton全套激光雷達(dá)設(shè)計(jì)方案。
當(dāng)硬件平臺成熟，激光雷達(dá)向前發(fā)展即將智能放進(jìn)激光雷達(dá)產(chǎn)品中。 Vista-Edge激光雷達(dá)評估套件應(yīng)運(yùn)而生。
業(yè)內(nèi)已達(dá)成共識，主機(jī)廠所需的傳感器輸出數(shù)據(jù)非點(diǎn)云數(shù)據(jù)，而是具體的“物體”。Vista-Edge激光雷達(dá)評估套件在同一模塊中結(jié)合Cepton激光雷達(dá)傳感器產(chǎn)品Vista和英偉達(dá)嵌入式人工智能超級計(jì)算平臺Jetson TX2，可實(shí)現(xiàn)即時的點(diǎn)云數(shù)據(jù)3D可視化功能，為自動駕駛系統(tǒng)提供具體“物體信息”，包括物件類別、物件大小、速度、位置等等。
據(jù)裴軍透露，目前Cepton已同多家車廠開展項(xiàng)目合作。
激光雷達(dá)量產(chǎn)成為現(xiàn)階段業(yè)內(nèi)焦點(diǎn)。
“真正的量產(chǎn)不用激光雷達(dá)生產(chǎn)數(shù)據(jù)來證明，而是打通二級供應(yīng)商、一級供應(yīng)商、主機(jī)廠等完整產(chǎn)業(yè)鏈，并在產(chǎn)品生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動化”。這是Cepton與一級供應(yīng)商Koito合作過程中學(xué)到的道理。
在Koito車燈工廠內(nèi)，一個3米×8米的機(jī)器設(shè)備讓裴軍印象深刻：“這么大的設(shè)備，只干一件事情，即連接鏡頭與車燈體，且從最初的進(jìn)料、安裝、黏合、檢測等整個產(chǎn)品生產(chǎn)工程全部實(shí)現(xiàn)自動化，無人工管控。自動化發(fā)明和制作比激光雷達(dá)復(fù)雜多了。”
達(dá)到量產(chǎn)高度最大的難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)自動化。這也是特斯拉Model 3早期時常跳票的原因。建立完整生產(chǎn)線，并通過自動化加速生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)周產(chǎn)量5000輛，這是汽車量產(chǎn)“底線”。
裴軍提到，將激光管放到電路板——在短短一小步上實(shí)現(xiàn)自動化，Cepton和Koito花費(fèi)近一個月。
現(xiàn)階段，Cepton牽手Koito正在集中精力實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)、自動化，即從元器件設(shè)計(jì)到激光雷達(dá)生產(chǎn)制造結(jié)束的完整過程實(shí)現(xiàn)自動化，其中Cepton提供設(shè)計(jì)、基本元器件，最后的生產(chǎn)、檢測、評管由Koito負(fù)責(zé)。Cepton自有生產(chǎn)產(chǎn)線則主要負(fù)責(zé)應(yīng)用于其它領(lǐng)域的激光雷達(dá)產(chǎn)品。
行業(yè)內(nèi)已達(dá)成共識，激光雷達(dá)要真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，滿足車規(guī)級需求，離不開一級供應(yīng)商。連通Koito，在激光雷達(dá)自動化量產(chǎn)層面，目前Cepton已經(jīng)走到對手前面。
實(shí)現(xiàn)自動化也僅是激光雷達(dá)上車量產(chǎn)的一小步。與多數(shù)激光雷達(dá)供應(yīng)商上車方案不同，Cepton激光雷達(dá)安裝進(jìn)車燈，這對激光雷達(dá)產(chǎn)品在溫度、震動、摔撞承受力層面提出更高的要求。
汽車零件要求一般標(biāo)準(zhǔn)溫度為-40度至85度。但安裝進(jìn)車燈的激光雷達(dá)因靠近車燈、發(fā)動機(jī)及散熱器，對激光雷達(dá)產(chǎn)品提出高溫要求，即-40度到105度。裴軍提到，激光雷達(dá)產(chǎn)品滿足高溫、震動、摔撞承受力其中一項(xiàng)要求并非難題。更大的挑戰(zhàn)在于，產(chǎn)品需同時承受高溫、震動、摔撞承受能力等多個方面壓力。即在105度時，激光雷達(dá)同樣可以承受各個程度的震動、摔撞等等。
雷鋒網(wǎng)新智駕了解到，從2018年10月至2019年2月，Cepton公司內(nèi)部決定停止開發(fā)新產(chǎn)品，而將重點(diǎn)放在產(chǎn)品生產(chǎn)成品率方面。一大原因在于，Cepton 激光雷達(dá)系列產(chǎn)品Vista成品率低，接近60%-70%。即10臺激光雷達(dá)產(chǎn)品中，只有6/7臺激光雷達(dá)產(chǎn)品可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
裴軍在Velodyne工作時明白的一個道理：當(dāng)產(chǎn)品成品率較低時，即使激光雷達(dá)產(chǎn)品通過檢測，這批產(chǎn)品質(zhì)量仍不能完全保證合格。比較極端的舉例：當(dāng)100臺激光雷達(dá)產(chǎn)品中，僅1臺通過檢測，剩余其它99臺均不能實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，我們也不能保證通過檢測的這臺激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)了真正意義上的達(dá)標(biāo)。
4個月內(nèi)，Cepton完全停止新品開發(fā)，將所有技術(shù)人員的工作重心放在成品率層面。裴軍告訴雷鋒網(wǎng)新智駕，目前Cepton激光雷達(dá)良品率已達(dá)到95%。
自動駕駛剩余10%的工作，需要耗費(fèi)90%的時間。這句話同樣適用于激光雷達(dá)細(xì)分領(lǐng)域。從設(shè)計(jì)、到生產(chǎn)、再到實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，激光雷達(dá)生產(chǎn)自動化、提升成品率是目前所有激光雷達(dá)供應(yīng)商必須要走的一關(guān)。
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