在自动驾驶汽车改变人们日常生活之前,车子的传感器系统首先得大规模降低其成本,激光雷达(Lidar)比车还贵的价格和永远缺货的状态,已经成了无人车行业发展的一块巨大绊脚石。

为了实现这一目标,业内领先的激光雷达制造商付出了巨大的努力。可靠性是激光传感器的最硬性要求,比如 Velodyne 每秒可发送数以百万计的激光点,从而测量出信号回弹的距离有多远。不过行业内的竞争一直很激烈,比如谷歌母公司 Alphabet 旗下的 Waymo 就有自己专属的激光雷达。通用旗下自动驾驶汽车部门 Cruise 最近也收购了一家名叫 Strobe 的初创企业,而本文要介绍的,则是最新的挑战者 —— Luminar 。 20180413-luminar-1 Luminar由一位斯坦福辍学少年奥斯汀·罗素(Austin Russell)创立,最近他们发布了一款足够看清车头前方120度视角的新产品,同时也展示了廉价、高效生产激光雷达已经成为可能。 20180413-luminar-3 *Austin Russell *

一年前,完成了3600万美元的种子轮融资Luminar展示了自己从头开始打磨的产品。Russell称,他们的激光雷达使用波长1550纳米激光、探测范围超200米,分辨率比同类产品高50倍,赋予其在黑暗中看到物体的能力、即便在那些极度不反光的情况下。 Luminar 有看过产品对比演示的人对媒体说,Luminar激光雷达获得的图像,比Velodyne和Quanergy的都要清晰。

Russell对竞品不屑一顾,说它们“无法满足自动驾驶汽车的安全要求”。但他们自己的产品,也面临着成本高昂、难以量产的困境。

现在,情况终于有了好转,Luminar 提升了它的产能。Russell说:“去年要花一整天时间才能做出一套设备——需要由光学博士手动组装。现在,我们有了13.6万平方英尺(1.26万平方米)的制造中心,只需要8分钟就能组装一套。” 20180413-luminar-2 2017年整年,Luminar只生产了100套激光雷达。到今年年末,他们计划将产能提升到每季度5000套。Russell表示,“该平台可以扩展到成千上万,能让我们的合作伙伴装备出一支更大的自动驾驶汽车车队。到今年年底的时候,该公司能够为路上的每一辆自动驾驶汽车提供 LIDAR 传感器。” 20180413-luminar-4 但不必因此担心该公司会通过牺牲质量来换取数量,他们的系统重量轻了30%,能耗效率也更高了,有效距离则从200米提升到250米,甚至可以探测反射率更低的物体——比如穿着黑色衣服在黑暗中行走的人。

Luminar的激光雷达和同类产品原理基本相同:发出一束激光,然后计算返回时间。它们都需要一个接收器,也就是一个光敏表面来识别返回来的光子。

但是Luminar的接收器和别人家不太一样。

数码相机和其他LiDAR系统中的多数感光器都使用了以硅为基础制作的,这种材料研究充分,价格也很便宜,制造工艺也很成熟。 20180413-luminar-2 但Luminar从头开发的系统,使用了一种名叫铟镓砷(InGaAs)的化合物。基于铟镓砷的光电接收器可以适用于不同的光频率(1550nm,而不是900左右),对人类视力造成的危害更小,而且捕捉效率大幅提升。

通用的规律是:获得的光越多,传感器就越好。这里也同样适用,Luminar的铟镓砷接收器和一个单独的雷达发射器制作出的图像远好于类似尺寸或功率的设备,用到的移动部件却更少。 20180413-luminar-3 和大部分性能强劲的好东西一样,铟镓砷也有一个缺点:太贵了,还需要专业的设计能力,能用好它的人才非常稀缺……

为了解决这个问题,Luminar只能尽量减少铟砷化镓的使用量,只有在必要的时候,才会使用一点这种材料。他们采取了一些工程手段,而没有像其他LiDAR系统那样使用一系列光电探测器。

现在,Luminar终于宣布,他们大幅降低了接收器的成本,从几万美元拉低到了3美元。

怎么做到的?答案是收购一家志同道合、还很厉害的芯片公司。

去年,Luminar和一家名叫Black Forest Engineering的公司合作设计芯片,并发现他们的方法极其相似。于是,Luminar收购了这家公司,此后Luminar 极大地提升了激光雷达的功率,同时降低了制造的成本。

同时,Luminar也引入了内部的设计师,定制自己的光电接收器和各种芯片。“我们开发了自己的ASIC。我们只用了一点铟砷化镓,把它放到芯片里面。我们还定制了芯片。”Russell说。

现在,Luminar有大约350名员工,包括来自Black Forest的30人,还有之后招聘的200人。他们还挖来前摩托罗拉雇员 Jason Wojak ,任命其为硬件首席,以及让前哈曼雇员 Alejandro Garcia 主管制造。

这家公司去年9月宣布和丰田研究院达成合作,据称还有3家其他的汽车厂商和他们合作,但Luminar 不愿透露企业名字。Luminar激光雷达的具体价格现在依然不清楚,Russell只说,实现量产之后,每套激光雷达的生产成本要比1000美元“低得多”。

本文综合自量子位、The Verge、cnBeta报道

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