最新崛起的LiDAR行业挑战者Luminar ,要为所有自动驾驶汽车装上双眼,“客户对价格非常满意”

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最新崛起的LiDAR行业挑战者Luminar ,要为所有自动驾驶汽车装上双眼,“客户对价格非常满意”
麻省理工科技评论 2018-04-14

2018-04-14

“下一代价格会足够实惠,可以配置到用户的汽车中,这将使得车子的“视力”成为一种与生俱来的能力。”
自动驾驶
“下一代价格会足够实惠,可以配置到用户的汽车中,这将使得车子的“视力”成为一种与生俱来的能力。”

自动驾驶汽车的发展已经接近黄金时间了,帮助自动驾驶汽车看到这个世界的激光传感器也是如此。自 2005 年以来,全球各路人马一直在开发激光雷达中,它通过每秒发射数百万激光点并测量反射时间来建立汽车周围环境的三维地图。

当时一个名叫 Dave Hall 的人在 Darpa Grand 自动汽车挑战赛向世人展示了激光雷达的神奇之处。 从那以后的十多年来,如果你想要自动驾驶汽车的激光雷达,你只能选择他所创办的 Velodyne 公司。然而,随着几十家激光雷达创业公司的起步,Velodyne 公司的一次性垄断近年来受到侵蚀,而且自动驾驶汽车制造商们也找到了属于自己的激光雷达。最新的挑战者是硅谷创业公司 Luminar 公司,它已经与丰田公司和另外三家不愿透露名称的制造商达成了合作协议。4月13日,Luminar 宣布推出其最新的激光雷达装置,它具有120度的视野(足以看清车前的情况,获得 360 度的视野则需要一对才能实现)。在第一轮生产100台后,Luminar已经准备好开始将其量产上千台,足以满足目前的需求。也许,这足够让自动驾驶汽车降低成本。

“到今年年底,我们将有足够的能力在全球范围内为几乎所有的自动驾驶测试车辆配备我们的产品”,首席执行官 Austin Russell 说。他在 2012 年退出斯坦福大学,全心投入到 Luminar 时,年仅17岁。 他也是2017 年《麻省理工科技评论》“35位35岁以下科技创新人”全球榜单入选者。“这不再是由光学博士手工制作成的产品, 这是一个适配自动驾驶汽车的系列产品。”在其位于奥兰多(一个光学行业中心)136,000平方英尺的工厂中,该公司已将单个部件的生产时间从大约一天缩短到8分钟。 在过去的一年中,公司的员工翻了一番,达到了350人左右。它聘请摩托罗拉产品大师 Jason Wojack 领导其硬件团队。负责生产的 Alejandro Garcia 则是来自汽车工业主要供应商Harman公司。

Luminar 正在追赶进度。 去年,Velodyne 公司开设了一个“巨型工厂”来加速生产,并生产了10,000个激光传感器。 Marta Hall 表示,它甚至可以每年生产一百万个。但是具有生产大量激光雷达的能力还不足以赢得这场比赛。激光雷达是一款非常棒的传感器,它比雷达更精确,能在更多的条件下工作, 但它太昂贵了。Velodyne 公司 360 度可视角度,300 米可视距离的顶级产品,每件约 75,000 美元。批量购买这一成本会有所降低,即使是用到可以多年服务的一批车辆上来分摊成本,这仍然是一个难以承受的价格。在奥兰多工厂中,Luminar 公司已将单个激光雷达部件的生产时间从大约一天缩短到8分钟

Luminar 公司之前通过用铟砷化镓(InGaAs)代替硅来制作激光雷达的接收器(与眼睛的视网膜功能相似),从而使降低成本变得更加困难。为了让激光雷达“看得更远”,必须发射更大功率的光脉冲。 光脉冲必须是大功率才能打到距离的物体,并反射回来。大多数激光雷达都使用波长905纳米的激光。 这对人类来说是看不到的,但是如果射向一个真正的眼球,激光功率足够大的话,是可以破坏视网膜的。如果你想发射更强大的脉冲(让你的激光雷达“看得更远”)而不会使实际人员失明,那么可以使用 1550 纳米波长,它属于光谱的红外部分,因此不会穿透人体眼球。于是,人们不得不用回硅。由便宜的硅制成的接收器无法检测 1550 纳米波长的激光。 InGaAs 可以,但它要贵得多。 所以行业标准是使用硅,接受无法将激光发送足够远的事实,使用 905 纳米波长的激光。

但是 Russell 坚持追求额外的功率,这意味着要使用 1550 纳米波长的激光,也意味着要使用由 InGaAs 制成的接收器。 因此,他可以发射比竞争对手强40倍的脉冲,他的激光雷达能看到可以吸收 95 %的光线,甚至在距离250米的地方物体上的黑色的物体。他说,没有人的激光雷达可以在这样的距离上看得如此之好。但问题是,一个大型薯片大小的接收器阵列可能要花费数万美元。 所以 Luminar生产了自己的接收器。在经历了七次迭代之后,现在的接收器大概是草莓种子的大小 (包括激光器和伴随电子元件在内的整个装置的面积约为半英尺,深为三英寸)。包括可以计算出光子在外界上停留多久的时间的芯片, 一共价值3美元,这消除了 Luminar 公司需要同时考虑额外的距离和分辨率的成本顾虑。Russell 不会透露整个激光雷达的确切价格,但表示他的客户非常满意。 当他们终于准备好提供给自动驾驶出租车时,也许费用并不会很贵。

Luminar 的研发团队也设法增加了接收器的“动态范围”。就像你的瞳孔如何在光照条件下收缩一样,激光雷达接收器被调整来接收一定强度的脉冲(光子的反射距离越远,它会变得越弱)。 如果你将其设置为寻找微弱的信号,但是受到更强烈的脉冲打击,接收器可能会烧毁。 “我们做了无数的爆炸式探测器,” Russell说。目前的装置可以处理更大范围的脉冲强度,不会有一点问题。同时,Luminar 已经在研究下一代传感器。 Russell 说,下一代价格会足够实惠,可以配置到用户的汽车中,这将使得车子的“视力”成为一种与生俱来的能力。

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