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把激光雷达装进车舱内,禾赛是如何做到的

对于搭载高阶智能驾驶辅助系统的车型来说,激光雷达已经成为必不可少的传感器(除了特斯拉)。

2022年甚至被称为国内激光雷达上车元年,包括蔚来ES7/EC7/ES8、小鹏G9/P52022款、理想L9/L8MAX/L7MAX、阿维塔11等新车都搭载了激光雷达。

在理想爆款车型的带动下,禾赛科技也一跃成为全球出货量第一的激光雷达厂商,全年累计出货超过8万台。

国内其他厂商也在规模上跨上新台阶。据华泰证券根据Marklines汽车销量数据测算,图达通(Innovusion)全年出货量约4.9万台,速腾聚创约4.4万台,大疆览沃约1.4万台。

2023年,无论是激光雷达的出货量还是搭载的车型数量都会有翻倍式的增长。

在禾赛科技CEO李一帆看来,2022年是硬件之战,今年则上升到“功能之战”

随着激光雷达的大规模上车,车辆的软件系统是不是跟得上、消费者能否真实体验到高成本带来的价值和体验,都将成为车企和激光雷达厂商必须面对的考验。

一旦成功跨过硬件和功能门槛,激光雷达市场的可行性也就得到了验证,李一帆判断,2024年底到2026年初,中国将会迎来第二波激光雷达上车热潮。届时来自主机厂和消费者的更高要求也将随之而来。

比如颜值,也会成为激光雷达在安全质量、高性能、低成本之外一个非常重要的考核标准。

关于激光雷达安装位置带来的讨论已经足够激烈,包括何小鹏、夏一平以及李想都曾多次公开发表自己的观点。从当下主流设计方案来看,激光雷达一般会被安装在车顶、车头、前机盖,在保证安全和性能稳定的前提下,整体造型的美感往往会被破坏,这也成为用户对搭载激光雷达车型的主要槽点。

这也是为什么禾赛面向 ADAS 前装量产市场,推出了兼顾功能与美观的最新车规级超薄远距激光雷达——ET25


01

不牺牲性能的超薄设计

无论是从安装位置、造型体积,还是性能集成度上,禾赛ET25都为整个行业带来了开创性的突破。

从位置上来看,ET25是专为置于前挡风玻璃后而设计的舱内激光雷达,既不影响车身整体设计,也不影响车身风阻。

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同时,舱内设计让 ET25 在遇到尘土、雨雾等脏污时,无需额外的清洁方案,仅借助车辆雨刮器就可以及时清理雷达视野,保证激光雷达在更多场景下能够稳定发挥可靠性能。

 ET25 是一款以高度命名的产品。从外形上,ET25仅有25 mm高度,相比 AT128 薄了将近一半,是目前行业内最轻薄的激光雷达,这也是其名字的由来(ET 意为 Extremely Thin)。

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李一帆在接受采访时表示,超薄设计并不一定是激光雷达的未来趋势,更多是出于功能性和便携性在设计上的折中考虑

如果设计在挡风玻璃后的位置,只有把激光雷达做得特别薄才会更少地对挡风玻璃造成遮挡。

所有集成于座舱上方的传感器都需要与挡风玻璃之间留有一定的空间,也就是所谓的 Keep Out Zone (KOZ)。

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传感器的厚度越大,其所需要的 KOZ 也越大,比如 25 mm 厚的 ET25,与 45 mm 厚的其他远距激光雷达相比,其 KOZ 要小一半以上。因为传感器支架置于驾驶员上方,更小的 KOZ 能够更少地占用座舱空间,有效降低对驾驶员视野的影响。

所以超薄的设计对于激光雷达的舱内集成至关重要。

不过,ET25并不是牺牲性能才做到尺寸如此超薄

在性能上,ET25 的 FOV 为 120° (H) x 25° (V),测距在无挡风玻璃时达到250 米,挡风玻璃后也可达到225 米,点频超过 300 万每秒,最小分辨率仅为 0.05° x 0.05°,能为智能汽车带来超高清的远距三维感知。

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这主要得益于禾赛新一代的自研收发芯片,更先进的激光收发模块使ET25接收芯片灵敏度有数倍的提升,从而针对 10% 反射率的物体,将905nm激光雷达的测距能力提升到250m以上,助力智能汽车在遇到复杂路况时及时判断风险、做出更安全的决策。


02

特制挡风玻璃

作为舱内激光雷达,散热、噪音、挡风玻璃的信号遮挡都是ET25 必须要解决的挑战。

为了避免高功率带来的散热困扰,ET25 将功率降低至12 W,既能保证出色的散热表现,也有助于节省整车的电池成本和续航成本。

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低噪音也是禾赛激光雷达产品的一大优势。据李一帆介绍,ET25 能够做到在舱内运转时的噪声只有不到25分贝,比安静图书馆内的噪声值还要低,可以完全满足豪华电动车品牌的驾驶舱内 NVH 要求。

要想将激光雷达与安装在挡风玻璃后的其它器件,如摄像头、雨感器等进行有效集成,并且解决挡风玻璃对舱内激光雷达运转时造成的信号衰减,特制的挡风玻璃就成为必要的“秘密武器”。

为此禾赛与福耀集团达成战略合作,共同推进 ET25 前装量产方案的落地应用。

福耀集团副总裁蒋炳铭透露,早在两三年前,福耀集团就开始关注将激光雷达放到车内的问题,并组建了研发团队,通过特殊材质的挡风玻璃大幅降低对红外线的吸收,提高激光雷达的点云效果。

不过当时的激光雷达厂商都无法解决激光雷达产品尺寸、噪音、散热等问题。直到一年前遇到禾赛,双方一拍即合决定一起把车内的产品推向市场。

福耀特制的前挡风玻璃实现了激光雷达特征波段的红外光透过率优化,解决了普通玻璃造成舱内激光雷达运转时信号衰减的业界难题。

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在激光雷达 KOZ 区域采用这种经过特殊处理的近红外增透玻璃,就能让安装在挡风玻璃后侧的激光雷达性能“不打折扣”,点云效果依然出色。

蒋炳铭在接受《出行范儿》采访时透露,目前主机厂对这一舱内激光雷达方案的认可度很高。

作为国内最具规模、技术水平最高、出口量最大的汽车玻璃生产供应商,福耀集团还具备行业领先的多功能前挡集成总成设计能力,不仅能够满足禾赛ET25的上车需求,还能实现舱内雷达与现有 ADAS 系统的完美融合。

作为一款,ET25的还有待市场验证。正如蒋炳铭所说,产品发布只是第一步,只有产品真正上车才意味着商业化成功

禾赛ET25尚未对外官宣合作车企,至于具体的量产时间,李一帆表示,要根据具体的客户而定,“国内的落地会早一些,一般中国比海外早一两年”。


03

价格下探空间还有多大?

现阶段,价格依然是影响激光雷达上车的重要因素。

今年以来,来自终端市场的价格战,正在把成本压力层层传导至供应链。关于激光雷达对L2+辅助驾驶系统是否有必要、价格还有多大的下探空间再次成为行业关注的话题。

从一个产品的长期生存战略来看,李一帆认为激光雷达对安全性的提升是毋庸置疑的。

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尽管纯视觉派认为,随着计算能力的提升、数据的增加、系统冗余度的提高,纯视觉方案与激光雷达加摄像头方案的差距越来越小,甚至无限接近。也就是说,高成本的激光雷达带来的安全价值会越来越小。

李一帆并不同意这样的观点。

站在更长的时间周期来看,纯视觉与激光雷达两类方案在安全性上会无限接近于100%,但也都不会是完美的。而这两个不完美之间,无论差异有多小,在面对corner case(长尾场景)时会有截然不同的处理结果,在安全性上导致的后果甚至是以生命为代价的。

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李一帆认为,在人命是无价的情况下,激光雷达只要能显著提高安全性,那它创造的价值就是巨高的。

在安全性之外,激光雷达作为功能性的硬件,也能够解锁更多的自动驾驶应用场景,还能支撑汽车软件不断迭代,完善甚至增加新的功能。

在李一帆看来,特斯拉拒绝采用激光雷达方案更多是出于商业判断,而非技术判断。

所谓技术判断,是不认可激光雷达带来的价值,无论价格多低都不会采用;而商业判断更多是出于激光雷达的成本考量,而非价值。

在自动驾驶发展早期,激光雷达的价格确实不低。不过,一个明显的趋势是,随着技术进步以及规模的扩大,激光雷达的成本在显著下降。

如今特斯拉FSD(完全自动驾驶)选装包的价格已经高达1.5万美元,李一帆透露,禾赛ADAS系列激光雷达的售价“只有几百美元”,占特斯拉FSD总价的“百分之几”。

所以从商业决策的角度来看,只要价格合适、功能有价值,特斯拉恐怕也不会永远不用激光雷达。毕竟4D毫米波雷达已经进入了特斯拉HW4.0 平台硬件配置单。

至于激光雷达的价格下探空间还有多大?李一帆认为,“肯定不会变成白菜价”,

李一帆以手机举例,过去5~10年,苹果手机价格没有大幅度下降,手机摄像头的价格也已经很多年维持在二三十美元,但是性能有了数倍的提升。

激光雷达也是如此。当技术迭代和规模量产带来的成本下降进入稳定区间,激光雷达也会维持在合理的价格上不断去创造更多的价值。

现阶段禾赛的产品还有进一步下降的空间。禾赛总投资1.64亿美元的麦克斯韦智造中心将于今年下半年投产,预计年产能120台,随着产能利用率的提高以及成本更低的新产线投产,禾赛激光雷达的成本也有望进一步下降。

在禾赛科技成立之初,CTO向少卿就提出“制造是研发的一部分”。

在新兴产业,自建工厂深度参与制造环节就更有必要了。这也是为什么马斯克甚至“睡在工厂”解决产能问题。在激光雷达行业,代工厂同样没有规模量产的经验。早期选择代工很容易造成设计与量产的割裂,导致最终无法达到车规级质量,

所以禾赛选择了自建工厂,“所有的制造问题都是研发问题,所有的研发问题都要在制造里解决”,制造与研发本质是一个系统。李一帆判断,自建工厂是激光雷达企业这个阶段唯一的出路,接下来大概率同行都会选择自建工厂。

也正是得益于自建工厂的优势,禾赛从2017年到2022年12月31日累计完成10万台激光雷达的交付。

凭借去年12亿元的营收和8万多颗的交付,禾赛超过了8家国际同行公司(Velodyne、 Ouster、Luminar、Cepton、Innoviz、Aeva、Quanergy、Aeye)的总和。

截至目前,禾赛ADAS 激光雷达旗舰产品 AT128 已经获得包括理想、集度、高合、路特斯长安、上汽等在内的 11 家顶级汽车厂商及科技公司共计数百万台激光雷达量产定点。

接下来,禾赛希望能够在海外市场进行扩展。这也是禾赛今年2月选择在美国进行IPO 的主要原因。李一帆表示,坚定做国际化是禾赛这样一家新兴产业创业公司长期生存的唯一机会。

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