Velodyne：车规级量产立足自动驾驶，更经济更智能着眼工业应用
2019-05-04 08:47:08 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
麦姆斯咨询：和电动汽车一样，自动驾驶也是汽车行业的下一轮发展重点。其中，光探测和测距，也即激光雷达（LiDAR），将是这场产业革命的重要一环。LiDAR是一种利用激光束脉冲测量距离的传感技术。
微访谈：Velodyne业务发展总裁兼首席创意官Marta Hall
和电动汽车一样，自动驾驶也是汽车行业的下一轮发展重点。其中，光探测和测距，也即激光雷达（LiDAR），将是这场产业革命的重要一环。LiDAR是一种利用激光束脉冲测量距离的传感技术。
据麦姆斯咨询介绍，自动驾驶始于2004年3月举行的第一届美国国防高级研究计划局挑战赛（DARPA Grand Challenge）。2005年，Velodyne LiDAR创始人David Hall参加了第二届DARPA挑战赛。Hall将自己的发明——3D实时LiDAR，引入了自动驾驶，这种LiDAR传感器能够实时测量周围360°环境中物体的距离信息。
从那之后，Velodyne成为了实时LiDAR领域的领头羊，其系统几乎涉及全球所有的自动驾驶项目。此外，LiDAR还可以用于飞行的士、工业和科研应用，包括无人机、测绘、先进机器人、矿车、考古学、智能建筑和安防等。
Yole在其最新发布的《汽车和工业应用的激光雷达-2019版》报告中预计，到2021年自动驾驶汽车的总量将达到44000辆。LiDAR市场将因此受益，市场规模预计将从2018年的13亿美元增长到2024年的60亿美元。其中，汽车应用将占据LiDAR市场的70%份额。
2018~2024年LiDAR市场预测
数据来源：《汽车和工业应用的激光雷达-2019版》
近日，Yole市场和技术分析师Alexis Debray和Pierrick Boulay近日有幸采访了Velodyne业务发展总裁兼首席创意官Marta Hall，以帮助大家更好地了解LiDAR和自动驾驶革命的发展现状，以及Velodyne未来的发展方向。
Alexis Debray（以下简称AD）：您好！首先请您介绍一下Velodyne。
Marta Hall（以下简称MH）：Velodyne成立于1983年，总部位于加利福尼亚州圣何塞（San Jose, California），以其突破性的LiDAR传感器技术组合而闻名于世。Velodyne致力于为自动驾驶和高级驾驶辅助（ADAS）系统供应最智能、最强大的LiDAR解决方案。2005年，Velodyne创始人兼首席执行官David Hall发明了实时LiDAR系统，彻底革新了汽车、新移动、测绘、机器人和安防等领域的环境感知和自主性能。
Velodyne高性能系列产品包括广泛的传感解决方案，例如经济高效的Puck™，多功能的Ultra Puck™，非常适合Level 4级和5级自动驾驶的Alpha Puck™，超广角VelaDome™，针对ADAS 优化的Velarray™，以及用于驾驶辅助的突破性软件Vella™。
Pierrick Boulay（PB）：您能简单介绍一下Velodyne的LiDAR技术吗？
MH：作为LiDAR传感器的全球领导者，Velodyne传感器结合了无与伦比的远距离探测性能、高分辨率和宽视场，带来清晰、细节丰富的周围环境图像，助力实现更可靠、更安全的自主导航。
LiDAR传感器以极高的速率向周围物体（如树）发射激光脉冲（每秒数百万个激光脉冲），然后，测量激光从物体反射到光探测器的时间。LiDAR技术的优势在于，这个测量过程可以实时用于非恒定物体，例如行人、骑自行车者和其他车辆等移动物体。
基于飞行时间（Time of flight, ToF）原理，LiDAR实时计算与物体之间的距离，用数百万个数据点生成点云图，点云是包含周围物体距离测量值的一种复杂“地图”。这个过程有点像对周围环境“喷涂油漆”，以突显物体，使其可识别，并展现其运动。
Velodyne坚固耐用的激光雷达具有8到128个激光束，以测量车辆周围环境。激光束可以覆盖360度的周围环境，以完全“看清”车辆周围的状况，这对于人类驾驶员来说是不可能的。这意味着在自动驾驶车辆中，将不存在可能导致碰撞的盲点或广角危险等典型问题。LiDAR能够准确识别最远300米距离的物体。这对于自动驾驶车辆来说至关重要，因为自动驾驶车辆需要能够识别穿过道路的障碍物到底是纸袋还是小孩，以便瞬间做出准确的决定。
全自动驾驶汽车代表了超越目前汽车的巨大技术飞跃。LiDAR是自动驾驶汽车安全运行所必需的基础传感技术。
AD：近日Velodyne宣布了和尼康的合作，此次合作未来可以为双方带来哪些效益？
MH：具体合作细节将在六个月内公布。现在可以分享的是此次合作旨在将尼康的光学和精密技术与Velodyne的LiDAR传感器技术相结合。两家公司已经开始调研广泛、多方位的商业联盟，包括技术开发和制造方面的合作。
Velodyne认为，这种合作关系将有力加速LiDAR传感器的制造和大规模生产，服务于自动驾驶和先进的全球安防市场。两家公司拥有的先进感知技术有着广阔的前景，适用于广泛的应用，包括机器人、测绘、安防、穿梭车辆、无人机和道路安全等。
PB：Velodyne成功地缩小了LiDAR体积，在小巧的Alpha Puck中嵌入了128线激光，你们是怎么做到的？机械扫描方案是否已经达到了最小尺寸极限？我们是否应该使用MEMS等其它技术来进一步缩小LiDAR尺寸？
MH：这些信息涉及了很多技术秘密。我们对LiDAR技术的领先地位和突破感到非常自豪，我们将持续投入创新，包括在体积/尺寸方面。同时，我们的LiDAR解决方案组合将不断扩展，以满足LiDAR市场的所有需求。
AD：2019年1月，Velodyne和Veoneer宣布合作，您对双方的合作有何期待？
MH：双方的合作将有效降低数百万台LiDAR系统的生产和制造成本，并将支持我们与一家主要汽车OEM的合同。Veoneer正在利用Velodyne可扩展的车规级LiDAR传感器、核心3D软件技术和专有的LiDAR专用集成电路（ASIC）引擎，开发并商业化汽车应用的下一代LiDAR系统。两家公司将为汽车市场提供优化下一代经济型高性能LiDAR所需要的关键组件、技术、专有技术和其它知识产权。
PB：哪家OEM合作伙伴会从这种伙伴关系中率先获利？交通拥堵是否会成为当前自动驾驶功能的主要用例，或者，您预期还有哪些其它3级ADAS主要用例？
MH：我不能公开评论客户或OEM的盈利能力。我们的LiDAR传感器可以有效改善各种ADAS功能，包括车道保持辅助（LKA）、自动紧急制动（AEB）、自适应巡航控制（ACC）和盲点监测（BSM）等。我们的LiDAR解决方案将适用于所有级别的ADAS和自动驾驶，以提高道路安全性。
AD：目前汽车LiDAR最重要的瓶颈是什么？如何解决？
MH：大规模生产车规级LiDAR传感器是行业面临的最大挑战。Velodyne在满足这一需求方面处于领先地位。Velodyne内部打造了全球第一条自动化制造工艺，以大规模生产车规级LiDAR产品。Velodyne的制造工厂包括一座位于加利福尼亚州圣何塞的20万平方英尺的超级工厂，利用了高度自动化的机器人装配技术来组装一系列传感器。这些革命性的制造系统全部由Velodyne自主开发，构建了公司大规模生产的基础。Velodyne还通过向一级供应商Veoneer授权核心LiDAR技术，与一家世界级汽车制造商达成长期、大批量制造协议，从而扩大生产规模。
PB：我们现在看到很多关于LiDAR的工业应用，您如何看待这个应用领域的未来发展？
MH：Velodyne的传感器已经应用于工业应用中的各种新技术，为农业、建筑、伐木、海事、采矿、管道检测和铁路等领域提供安全和效率。LiDAR通过提供防碰撞、对象分析和识别，来帮助这些系统在自然环境中导航。这使它们能够更好地了解所处的物理环境和周围环境的变化，例如移动的人和物体。这些新的工业系统只有实现可靠地复制，才能真正蓬勃发展。因此，系统设计必须采用易于采购和批量供应的商用组件。
Velodyne的实时3D LiDAR传感器采用了应用广泛的905nm激光器和雪崩光电二极管。Velodyne 905nm LiDAR元件供应基础的广度和规模，至少比其它类型的LiDAR技术高一个数量级。我们的许多板级和芯片级电子元件都是商用现货（COTS），有助于降低新传感器和退货授权（RMA）维修的成本和交货时间。
AD：目前Velodyne是3D实时LiDAR领域无可争议的领导者，贵司将如何继续保持领先地位？
MH：Velodyne是汽车行业出货量最大的LiDAR传感器供应商，在全球拥有250多家客户。我们强大的解决方案组合能够满足自动驾驶和ADAS对LiDAR传感器的所有需求，并且，我们致力于推动创新以加强这一领先地位。作为DARPA挑战赛的一部分，David Hall于2004年首次应用车辆软件。过去15年来，我们不断为我们的LiDAR传感器增添智能，实现各种LiDAR传感功能，使我们的客户能够探测更多的物体，为汽车提供更精细的周围环境视图。例如，在最近的2019年消费电子展（CES）上，我们推出了VelaDome™，一款紧凑型可嵌入式LiDAR，可提供180°x 180°超宽成像以避免近处物体；还有Vella™，一款与我们的LiDAR硬件专家密切合作开发的突破性软件，可实现由我们的LiDAR单元驱动的无缝集成ADAS解决方案。
PB：您认为未来10年LiDAR行业将会如何发展？
MH：LiDAR技术的持续创新和大规模生产，将推动自动驾驶和ADAS在未来几年继续成为主要的行业焦点。与大多数技术领域一样，汽车领域的LiDAR市场格局最终也将发展为三大主要供应商。而Velodyne肯定会成为这三家供应商之一。其它两家，仍有待确定。Velodyne还在调研LiDAR创新的下一个重磅应用领域会是什么，我们正在密切关注货运、智慧城市、增强现实（AR）和安防等新兴应用领域。
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