禾賽科技李一帆：別讓無人車的未來被一個小傳感器憋死

激光雷達是無人車的“眼睛”，而自動駕駛行業的進化史就是半部激光雷達的產品演變史。

“聽起來不可思議卻真正存在的是，無人車這個萬億行業，全世界幾百家公司，竟然會卡在一個小小的傳感器上，而且一卡就是好幾年，所有人都被逼瘋了。”

——禾賽科技CEO李一帆

禾賽科技于4月10號推出最新激光雷達Pandar 40，混合固態40線，超小體積，150米有效距離。專為自動駕駛優化的線束分布讓最小角分辨率達到了史無前例的0.33°，等效于一個83線的傳統激光雷達。

禾賽科技Pandar 40

激光雷達 —— 無人車的“眼睛”

激光雷達（LiDAR）是自動駕駛和機器人行業用來做激光三維掃描的傳感器，是無人車上最重要的元件之一。隨著自動駕駛近年來的快速增長，激光雷達的需求也出現了井噴，并極大地影響著無人車的發展。業內流傳一種觀點，自動駕駛行業的進化史就是半部激光雷達的產品演變史。

在自動駕駛的研發上，激光雷達發揮著不可替代的作用，但它同時有著讓人心碎的硬傷。

貴 —— 8萬美金

一輛造價大約200萬人民幣的無人車，其預算中激光雷達的成本就有大約10萬美元（一臺Velodyne 64線8萬美元，兩臺Velodyne 16線各近一萬美元）。

同樣的，IBEO的4線激光雷達售價也在10萬人民幣。今年初，谷歌無人車團隊宣稱其自主開發的激光雷達可以降低90%的成本后，依然需要每臺7500美元。對于成本7500美元的產品，即使谷歌考慮作為第三方產品銷售，其對外售價應該也會達到數萬美元。

缺玩家 —— 只有2家供應商

盡管激光雷達是一個龐大的市場，但全球真正能夠量產出貨的激光雷達公司卻屈指可數，這其中還包括了壟斷地位的硅谷公司Velodyne和專注低線數雷達的法雷奧/IBEO。

由于自動駕駛行業極其依賴高線數的激光雷達，Velodyne成為了絕大多數公司的唯一選擇。在業界中，大部分無人車采用的都是Velodyne的16/32/64線激光雷達，而往往一臺車需要多個激光雷達來保證精確度，這仍舊使得價格居高不下。

鑒于激光雷達的不可替代性和市場有限的選擇，即使Velodyne價格高昂也沒有擋住眾多無人車公司火一般的熱情，Velodyne的銷售額高達數億美元。

缺貨 —— 6個月等待期

鑒于激光雷達的不可替代性，價格昂貴和有限的選擇并沒有擋住眾多無人車公司火一般的熱情，也為Velodyne帶來了數億美金的銷售。然而，由于Velodyne 產品設計和裝調工藝的限制性（其旗艦產品64線激光雷達依然是2007年的設計），嚴重的供求比例失調對產能提出了巨大的挑戰。2017年初，多數客戶反映其交貨周期為付款后6個月，三個月后，這個數字變成了9個月。“一機難求”的現狀讓絕大多數自動駕駛公司陷入了絕望。2016年底，百度和福特不惜重資1.5億美元入股Velodyne，以確保自己的自動駕駛計劃不被激光雷達產能影響，但卻不能改變Velodyne半年以上交貨周期的現狀。

“自動駕駛必須用激光雷達”

按理說，有如此多硬傷的激光雷達應該早就被淘汰，但事實卻恰好相反。兩年前，還有不少公司對不采用激光雷達的廉價自動駕駛方案抱有幻想。然而，伴隨著大量路測數據的積累和對事故的分析，激光雷達的不可或缺，已經成為行業的蓋棺定論。相比攝像頭和毫米波雷達，激光雷達可以檢測距離和行人，因而在各種復雜環境中都有較高的可靠性。

激光雷達與毫米波雷達和攝像頭相比的優缺點

采用激光雷達作為自動駕駛方案的典型企業

除了頻繁導致事故的特斯拉Autopilot，包括谷歌Waymo、百度、UBER、Cruise、nuTonomy、馭勢科技、智行者等頂尖自動駕駛公司都堅定地采用了激光雷達方案。畢竟相比攝像頭對分析和算法的依賴，激光雷達這種簡單直接的測量辦法可以極大地提高自動駕駛的可靠性。

“做到99%的準確度對于車輛駕駛而言并不夠，我們需要的是99.99999%的準確。激光雷達就是小數點后幾位的最強保障。”

——Google自動駕駛咨詢顧問 Brad Templeton

“從最初想做自主駕駛汽車以來，激光雷達技術就是一個關鍵的核心。它能夠補充毫米波雷達和攝像頭的不足。”

——Ford副總裁、產品發展和首席技術官Raj Nair

“在自動駕駛模式下，價格昂貴的激光雷達必不可少，是確保高速駕駛時安全的重要保證。“

——采埃孚CEO Stefan Sommer

“基于激光雷達的主動視覺，加上多攝像頭的機器視覺，將一舉超越人類的感知和世界建模能力，成為3級以上自動駕駛的標配”。

——馭勢科技聯合創始人&CEO 吳甘沙

2016年中國國際工業博覽會上展出國內首款32線激光雷達

產品化——一項浩大的系統工程

創立于硅谷圣何塞的禾賽科技，自2013年創立以來一直致力于頂尖的激光傳感器開發，此前曾積累了多年開發激光遙測傳感器的經驗。在2016年10月，禾賽科技率先發布了一款32線混合固態的原型，并主動公開了自己的路測視頻。用實際的數據和產品說話，一改激光雷達行業“有PPT有外觀設計，無現場demo無公開測試結果”的怪現狀。

一個完美的激光雷達的開發基本原理很簡單，但其中的每一個細節都有超大量的工作需要做。能測5米距離的雷達和能測100米的雷達完全不是一個概念，能在光線昏暗的室內測的雷達和在戶外陽光直射加上各種環境光情況下測試不是一個概念，而能跑5分鐘的原型到可以可靠地在汽車上連續工作上萬個小時不故障的工業產品更不是一個概念。為了保證人眼安全，必須嚴格控制激光的功率，又給研發又加上了一層困難。

一臺激光雷達包含上上千個精密部件，它在高速旋轉情況下的機械穩定性問題，幾十個激光器帶來的散熱問題，各種風霜雨雪惡劣天氣的影響，巨大的溫差（-15C到85C）的影響，高強度震動的影響，濕度和防水的影響，元器件之間串擾的影響，還有無線供電，無線數據傳輸等等，每一個細節的不完美都會導致產品的徹底失敗。開發這樣一款產品，需要聚集在光學，精密機械，模擬電路，數字電路，FPGA ，深度學習等各個領域最頂尖的專家，通力合作，才有可能完成。禾賽有一支豐富的激光傳感器開發團隊，有設計過四代蘋果手機電子系統的電子工程師，有在卡爾蔡司設計過鏡頭的光學工程師，也有在斯坦福大學從事激光傳感器研究的科學家，和數十位一線硬件公司工作經驗豐富的工程師。

一年多來憋出的“大招” – 40線混合固態激光雷達

Pandar 40最小角分辨率達0.33°

2017年4月，經過一年多的開發，以及大量的內部測試和早期客戶共同測試，禾賽終于發布了這款40線混合固態產品 – Pandar 40。其中，Pandar=Panda+LiDAR。Pandar中前半個詞是Panda，不僅代表了國寶熊貓，還與新款激光雷達黑白相間的配色恰好完美吻合，禾賽希望這個萌萌噠的名字讓大家對這個100%的“國貨”充滿期待。

Pandar 40集各家激光雷達的優勢于一身：遠遠超越任何競爭對手的超小體積，世界一流的測量距離以及測量精度，還有專門為自動駕駛優化的掃描線分布，創造了市面上所有激光雷達的最小垂直角分辨率（0.33°，等效于一個傳統83線雷達）。

為什么是40線？

為什么沒有循規蹈矩做2的整數次冪？禾賽表示是為了滿足自動駕駛中對中間線的高密度要求。

禾賽在產品化激光雷達的過程中，收到了來自世界各地近百家自動駕駛公司的超過千臺的意向訂單。通過和客戶的深度交流，總結了兩個沒有意識到的問題：

1：市場上之所以只有16、32、64這樣線數的產品，只是因為Velodyne最早定義了這個產品形態，于是大家就默認了這個定義。但這并不是一個必須遵守的定理。

2：自動駕駛對激光雷達的需求可以抽象化成一個最典型的的場景：在50米開外，盡可能捕捉到行人和車輛的更多細節。

絕大多數客戶選擇64線產品的原因，是因為它在50米以外的精細的掃描結果。而這部分功能我們可以通過產品定義來優化實現——Pandar 40打破了傳統激光雷達均勻分布的限制，把每條線的作用發揮到了極致。在接近0°范圍附近的25線的角分辨率達到了0.33°，可以充分捕捉行駛過程中遠處物體的細節特征。

這意味著，相比于傳統16線的2°角分辨率，在50米外的一個1.7米高的行人，他身上的線可以從1條上升到6條，甚至超過了64線的5條（0.4°角分辨率），大大提升了激光雷達掃描數據的質量。

并且，不同角分辨率的激光雷達，在50米處能投射在行人身上的線數不同。禾賽40線激光雷達人身上會有6條線，Velodyne 64線會產生5條線，而Velodyne 16線只會產生1條線。

從禾賽40線和Velodyne 64線的模擬點云圖里能清楚地辯認出人形，但在Velodyne 16線上則完全看不出人形。

客戶測試評估結果

禾賽40線激光雷達路測數據

禾賽40線激光雷達三維地圖生成

在嚴格的內部測試的同時，禾賽也邀請了一些行業最前沿的下游客戶進行了大量的共同測試。百度無人車，蔚來汽車，小鵬汽車，馭勢科技，智行者，四維圖新等頂級自動駕駛和高精地圖公司在測試過第一批樣品后都給予了很高的評價：

“禾賽40線雷達的掃描結果已經非常接近Velodyne 64線激光雷達的點云質量，且在機電特性、體積等方面已優于Velodyne。我認為不出兩年，中國的車載激光雷達水平要超過美國。”

——張德兆 智行者創始人&CEO

“從點云上看是我接觸過的所有激光雷達中最好的之一。”

——姜巖 馭勢科技聯合創始人

Pandar 40在馭勢科技的無人車上實時路測

今年初，某德國頂級整車廠商的二十多位全球副總裁（SVP）從德國慕尼黑專程來訪禾賽科技，這也是他們此行訪問唯一的一家科技公司。行業頂尖專家們逐個上車體驗激光雷達在行駛過程中的環境感知、障礙物識別的效果后，對中國本土汽車配件供應商在自動駕駛領域所取得的成就大加贊賞。

2017年某德國頂級整車廠商高管蒞臨禾賽

激光雷達的未來——一切才剛剛開始

It’s just the beginning.

“激光雷達在自動駕駛上的應用，就像電子郵件中在互聯網中起到的作用一樣，只能算得上冰山一角，還有很多更有意思的應用等著我們發掘，探索。

我們大膽地想象20年后的世界，人類需要從事的工作種類大大減少，無人車，無人機，和各種五花八門的機器人變得像充電寶一樣充斥在我們的生活中。

而這其中的每個獨立運動的機器人都會面臨復雜的定位和避障的問題，激光雷達是迄今我們能找到的最穩定最可靠的傳感器。

我們的愿景是，讓每一個機器人，擁有屬于他們自己的眼睛。“

——禾賽科技聯合創始人&CEO李一帆

產品視頻：

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