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激光雷达十五年：争议、聚力、新生

来源：晰数塔互联网快讯时间：2021年09月29日 14:31

2004年，美国国防部高级研究计划局（DARPA）首次举办了150英里（240公里）的沙漠无人驾驶汽车挑战赛，用100万美元的奖金，迅速吸引了当时的一众科研团队参加。

顶尖的科研团队，拉风的参赛车辆，当所有目光聚集到赛场上时，尴尬的事情却发生了，最终入围比赛的106个科研团队里，翻车的翻车，死机的死机，240公里的赛程甚至没有一个车队成功行驶到12公里以外，最终的奖金也让DARPA又揣回了兜里。

2007年，美国，加利福尼亚州，DARPA再度举办了无人驾驶挑战赛，也许是想着money大概率又要揣回兜里，第一名的奖金从04年的100万美元直接翻倍到200万，在这场比赛中，来自美国各个顶尖学府的53个团队获得了参赛资格。

比赛看似简单，用六个小时的时间正常行驶完89公里的城市路程，但大家都明白，无人驾驶的第一只螃蟹，三年前可是狠狠地夹了所有人的嘴。

三年时间，从14公里到89公里，从沙漠到城市，随着比赛结束，入围决赛的11个团队里6个团队终于首次完成了人类的无人驾驶比赛，来自卡内基·梅隆大学的“格子呢赛车”团队成功拔得头筹，仅用4小时10分20秒完成了比赛，也如愿得到了200万的奖金。

然而在世人为“格子呢”热烈欢呼的时候，比赛里最大的赢家其实已经悄然出现，那就是比赛中自动驾驶的核心部件激光雷达制造商——Velodyne，一家由姓Hall的David和Bruce两兄弟创办的美国本土科技公司。在完成比赛的六支车队中，Velodyne的HDL-64E传感器安装在了其中的五支车队。

比赛大捷为当时Velodyne激光雷达供应链流失，经营压力颇大的Hall两兄弟打了一针强心剂：向车用进发！激光雷达上车的未来战事，也由这场比赛正式拉开大幕...

争议：马斯克的“愤怒”

提到激光雷达，就不得不提另一位自动驾驶“前锋”，一个近年来没事儿就cue一下激光雷达来“解闷儿”的特斯拉创始人埃隆·马斯克。“注定失败”（doomed）、“鸡肋”（crutch）、“站不住脚”（lame）等词儿都是马斯克给激光雷达下过的脚注。

然而激光雷达真有这么不堪吗？这还要从“着急发车”的马斯克和“众生平等”的Velodyne说起。

曾经的钻石巨头戴尔比斯一句“钻石恒永久，一颗永流传”，为广大结婚新人的预算里，额外添上了一笔曾经莫须有的巨大开支。

相较于想结婚先买钻，在自动驾驶领域，当年的状况就是想玩自动驾驶，先找Hall两兄弟。

诸如谷歌成立的Google X神秘部门，百度的自动驾驶部门，没错，当年不管你是多大的巨头，都得“敬一敬”Velodyne这个车用激光雷达领域的“独苗”。

虽然赛道越来越热，Velodyne却似乎并没有加快扩产步伐，这也就造成了巨头们一度被激光雷达“卡脖子”。据相关资料显示，百度、谷歌所使用的Velodyne 64线机械激光雷达每两台就需要一周左右的时间生产，曾经也有媒体表示，Velodyne的交货周期甚至能一度拖到四个月。

就像米饭一粒一粒地放进锅里煮，“谷歌们”碗都端半天了，但没办法，只得“骂骂咧咧”又无可奈何地等着人家给你盛饭。但有一个人坐不住了，那就是“着急发车”走向量产的马斯克。

要知道，当年Velodyne的激光雷达可不光是在交货时间上让人绝望，马斯克最诟病激光雷达的点还是在于售价，百度、谷歌搭载的Velodyne 64线激光雷达是一个售价高达八万美元的庞然大物，一个配件成本直接顶两辆特斯拉Model3售价，这马斯克不能忍。

结果就是，当Velodyne的“佛”遇上马斯克的“急”，分道扬镳已成定局，你走你的雷达道，我过我的视觉桥。

也许是独自走视觉路线有点落寞，时不时的隔空喊话也得安排，“激光雷达是傻子的选择，任何依赖激光雷达的人都注定要失败，注定！（激光雷达）是不必要的昂贵传感器，这就像是一大堆昂贵的附加物，就比如一个阑尾就够闹心了，但你有一大堆。”

这是马斯克关于激光雷达的经典语录，也许，正是因为Velodyne激光雷达让马斯克“落泪”的往事，特斯拉产品直到如今，仍然坚定地走着摄像头主导的纯视觉路线，但事实上，马斯克所言的“阑尾”正在受到全世界其他对手的关注。

聚力：全世界向左，特斯拉向右

其实，Velodyne并不想卡住全世界的脖子，出于激光雷达高度复杂与精密的部件结构，很长一段时间里，实际生产作业都是通过人工完成，无法实现全面的自动化生产，眼看特斯拉在视觉路线上平地起高楼，整个激光雷达赛道都逐渐开始暗流涌动。

从YOLE的整理资料可以看到，如今的车用激光雷达赛道上，玩家已经是五花八门，除了Velodyne，“忍不了”了的谷歌已经通过Waymo发力，在国内，华为、镭神智能、禾赛科技等激光雷达玩家也先后出现。

人一多，往往就会七嘴八舌，激光雷达赛道亦是如此。在如今的赛道上，仁者见仁，智者见智。单从YOLE的路线分类上来看，已有玩家布局的激光雷达研发路线就已经多达九条，而诸如AEVA、INFOWORKS等企业的成像方式尚未披露，后续再有新路线出现，也是存在可能性的。

简单梳理一下，激光雷达的路线在成像方式和测距方式上有着多重细分：

在成像方式上，主要有机械式、MEMS、OPA、FLASH；

在测距方式上，则有Pulse（脉冲）也就是ToF、FMCW（调频连续波）、phase shift（相移）。

错综复杂的研发路线，五花八门的布局企业不禁让人看得一头雾水，我们就针对当前几个主流的研发模式来进一步阐述。

首先是成像方式上，机械式激光雷达正是曾经Velodyne让马斯克“愤怒”的一条路线，它主要通过搭载到车顶通过电机驱动进行360°的旋转扫描达到全方位成像目的，但问题在于，成本很难下降且没有谁愿意车顶天天架上这样一个庞然大物，想要搭载到量产车上，显然是不现实的，在自动驾驶测试研究上使用居多。

而近年来较火的MEMS路线就突出了其对比优势，不同于机械式激光雷达用电机驱动旋转，MEMS激光雷达将核心放在了MEMS芯片上，将微光反射镜与MEMS驱动器整合在一起。虽然其扫描角度相较于机械式的360°仅有60-70°，但较小的体积与价格美丽优势巨大，可以多个合用弥补角度缺陷，也被奉为当下车用激光雷达量产的最优解。

在测距方式上，当前的主要争议在于ToF和FMCW路线，目前，较多玩家布局的ToF路线系统工作在波长850和905nm，接近最大的780nm可见光光谱，最大激光功率受到限制，探测距离随之存在局限性。而FMCW激光雷达可满足1550nm的波长范围，对于恶劣天气的透过率更大，安全性也更强。

但事实上，FMCW仍像是一张很香的饼，即便潜力巨大，但目前的成本、探测距离以及诸多性能方面的实际落地情况并不理想，市面上还没有足以超越ToF的产品。

让人眼花缭乱的激光雷达技术路径，正在向人们诠释着一个事实，那就是激光雷达确实正在聚力待发，这一点，即使是“铁骨铮铮”马斯克似乎也有所认同。近期彭博社报道称，特斯拉已与Luminar公司签订协议，计划搭载其激光雷达进行研发测试。

看来终归没有人能逃过“真香”定律，但至于激光雷达哪条路线更好，极具性价比的MEMS还是未来可能出现的新路线？目前没有人能给出一个定论。但可以肯定的是，谁能够率先“上车”，并得到市场认可，谁便能够抢占先机。

就像现在抑或曾经，即便无人理睬，特斯拉产品却始终坚持的纯摄像头路线，即使只有一家坚持在做，但量产，往往是最有说服力的答案。

新生：激光雷达终上车‍

虽说入局玩家众多，但如今的激光雷达，还是时常给人一种雷声大雨点小的感觉。2017年，奥迪A8成为了世界范围内首款搭载车用激光雷达的量产车型，宣称匹配L3级自动驾驶上市，但直到2021年之前，奥迪A8仍是唯一的激光雷达量产车型。

而且这个L3着实有点尴尬，据Technology Review于2017年的报道，奥迪A8当年的自动驾驶系统通过按下“AI”按钮激活，在速度超过37英里/小时（约60km/h）便会进行刹车，怎么看都更像是一个体验性大过实用性的功能。而且根据SAE的自动驾驶分级标准，奥迪A8在激光雷达的加持下，很难达到L3级别的自动驾驶要求。