通用汽车在通往自动驾驶的路上又迈出一步,它于美国时间10月9日宣布收购激光雷达公司Strobe。未来,Strobe的激光雷达也将用于通用收购的另一家自动驾驶公司Cruise。

通用没有透露具体条款,但考虑到它希望能部署自动驾驶车队,且激光雷达又如此重要(很难做到既便宜又可靠),这也是情理之中。 20171011-Strobe-2 激光雷达太昂贵?不存在的

Cruise的创始人兼CEO Kyle Vogt表示,“我们的使命是解放司机,大规模部署自动驾驶车辆”,而“激光雷达已经成了通向自动驾驶的瓶颈之一”。他还表示,Strobe的解决方案可以将制造激光雷达的成本降低99%。“激光雷达太昂贵太少见,很难用在商业产品中的想法,已经过时了。”

几乎所有将目标定在全自动驾驶的公司,都相信激光雷达是至关重要的部分。激光雷达会每秒发射数百万个激光束,并测量返回时间以得到周围物体的距离信息。与摄像头不同,激光雷达不依赖于环境光;与雷达相比,它的精度也高出许多。今年5月,研究公司ABI Research预计,到2027年激光雷达市场的价值将达到130亿美元。

把激光雷达用于车辆的时间不算长,第一次还是在2005年的DARPA Grand Challenge自动驾驶挑战赛中。到目前为止,已经有数十家公司都在提供激光雷达相关的产品,不过目前还没有出现在测量距离、鲁棒性、生产难度和成本上达到平衡的方案。Velodyne的64线激光雷达的售价达到数万美元。 20171011-Strobe-1 Strobe激光雷达原型

通用和Cruise认为Strobe解决了激光雷达的成本问题,有希望将此类产品售价降低到 100 美元以下。

所有技术亲自打造,没有专利问题

Strobe成立于2014年,仅有 12 名员工,由Juliet Schoenfeld和Lute Maleki成立。Juliet是一位连续创业者,而Lute早前是NASA喷气推进实验室的科学家,曾在研究激光雷达。该公司自2014年成立以来都鲜少被曝光,但Vogt指出,它在将传感器缩小到手掌大小取得了突破。

最重要的是,它使用的调频激光雷达(frequency-modulated LiDAR)技术是创始人 Lute Maleki 一手打造的,绝对不会因为专利问题吃官司。

Tony Tether也是Strobe的董事会成员。他曾在DARPA任主管长达十年,也是他一手主导创建了自动驾驶挑战赛。 20171011-Strobe-3 Strobe团队成员

FM LiDAR调频激光雷达好在哪?

如今市场上的激光雷达(主要生产商为 Velodyne 和 Quanergy),大多数都采用了飞行时间(TOF)系统。它判断距离的方式主要依靠激光雷达信号发射和返回之间的微小延迟,不过此类激光雷达也有自己的软肋。

如果物体距激光雷达非常近,飞行时间就特别短,这会影响激光雷达的空间数据精度。同时,此类激光雷达还需要非常敏感的光电探测器,而这种探测器容易受到太阳和其它光线的影响。

与飞行时间激光雷达相比,Strobe 的原型产品(FM LiDAR)主要发射线性调频激光,只需测量返回激光的相位和频率,系统就能直接得到车辆周边物体的距离和速度等数据。这大大降低了车辆“大脑”的计算负荷,让它能更快的作出决定。

除了这一优势,FM LiDAR 的抗干扰能力也更强,同时也无需配备敏感的光电探测器。当然,想要打造高质量的 FM LiDAR 目前并不容易。不过,Maleki 有自己的绝招,他用到了所谓的“回音壁模式”(whispering gallery mode)光学共振器,能减小激光的线宽并带来更加精确的信号。

其实“回音壁”这个概念自古就有,包括故宫和伦敦圣保罗大教堂等古建筑内都有类似设计,这样一来即使是最轻的耳语也会在教堂内产生共振声波,40 米之外的人也能清楚听见。这样的原理不但对声音有效,对球面光学谐振器内的光波也有效。

在 Strobe 的系统中,来自谐振器的光会返回激光源,但线宽会变窄。只需调整谐振器的光学特性,就能得到高度线性的调频激光,满足自动驾驶汽车的需要。

在一篇博文中,通用旗下 Cruise Automation 公司 CEO Kyle Vogt 写道:“Strobe 的芯片级激光雷达将大大增强通用自动驾驶汽车的能力。不过更为重要的是,将整个传感器做成单一芯片,我们能让激光雷达的成本减少 99%。”

此外,从 Strobe 官网上公布的一张图片我们也能看出,Strobe 的激光雷达在体积上也有优势,只有 25 美分硬币大小。虽然想绘制出车辆周边的 360 度全景影像需要多个激光雷达,但与现在自动驾驶测试车上呼呼旋转的大号激光雷达相比,看起来还是要和谐得多。

Vogt 表示:“在使用时,激光雷达、摄像头和雷达能相互补充,成为可靠且性能强悍的感应套件,应对不同的环境和光源。”

据了解,今年 5 月,Strobe 接待了前来参观的韩国贸易代表团,该公司在一份文档上表示,它的原型激光雷达已经能探测 300 米,数据处理时间低于 45 毫秒,售价更是连 100 美元不到。

此外,Strobe 表示,其首款产品将于明年春季正式上市。

加快进入自动驾驶时代,就靠你了!

如果Strobe的激光雷达真有宣传的那么好,那自动驾驶的时代很快就会来临了。Velodyne的激光雷达帮助一些团队完成了2005年的自动驾驶挑战赛,但其成本还引起了特斯拉创始人埃隆·马斯克等人的争论,他们认为用激光雷达实现自动驾驶是不值得的,并认可摄像头加人工智能的组合。

其他著名的激光雷达公司还有Luminar,这家公司不久前获得了丰田的投资,其产品也用在了丰田的自动驾驶车辆上。以色列公司Innoviz在开发固态激光雷达,其产品没有机械部件,在可靠性上有很大提高。国内也出现了速腾聚创、北科天绘、禾赛、光珀等激光雷达公司。

对于通用而言,这是成为自动驾驶垂直整合企业的重要一步。虽然 Strobe 名不见经传,但它对通用依然意义重大。上个月,通用与Cruise正式推出了全球首款可量产的自动驾驶车。现在他们也在公司内部测试自动驾驶车辆的打车服务。

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