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对话Velodyne研发副总裁固态激光雷

发布时间:2019-08-17 22:00:04

  对话Velodyne研发副总裁:固态激光雷达在设计上取得了哪些突破?

  按:Velodyne 一直表示要将激光雷达成本降低,并致力于研发固态激光雷达,这或许也是自动驾驶厂商及激光雷达厂商共同的愿景:只有成本降下来,市场才能更好地普及和打开。今年8月,Velodyne 总裁 Mike Jellen对外表示,Velodyne 的激光雷达在大规模量产情况下(订单超过百万),其售价可降至500美金。而昨天消息指出,这家公司又表示,已经成功设计出可应用于自动驾驶汽车上的全新固态技术激光雷达。在提供优质可靠的 3D 成像同时,当大规模投产后能够让产品单价降至 50 美元以下。本文源于 IEEE Spectrum,作者Evan Ackerman,(公众号:)编译,未经许可不得转载。

  对于无人驾驶汽车来说,激光雷达可以说是不可或缺的传感器。

  大多数开发无人驾驶技术的公司都会同意这个观点:从激光雷达获取长距离,海量高精度数据是必要的,尤其是在复杂的和多变的城市环境中。

  激光雷达成本很高的原因不难理解,其内部包含了一系列高质量光学元器件(激光器、传感器等等),并且将这些高精密设备全部安装到一个可以旋转的空间内。

  在过去的一两年中,我们见到了一些固态激光雷达的产品原型——激光雷达传感器把所有笨重和昂贵的硬件压缩到一到两个芯片中,使得大规模生产成为可能。这既是技术的挑战,也是一条激光雷达的必由之路。

  「Velodyne 为无人驾驶汽车制造全自动激光雷达系统」——其官方站宣称。他们实际上早就开始了这项工作。由于他们所制造的传感器有质量和性能保证,实际上他们已经是这个市场的统治者——目前几乎所有研发自动驾驶技术的公司或多或少都在使用 Velodyne 的产品。

  最近,这家公司宣布:在固态激光雷达的设计上取得突破,在大规模应用后成本将低于 50 美金。

  Velodyne LiDAR 新研发的固态激光雷达传感器是氮化镓(GaN)单片集成电路的实际应用。这种技术是与合作伙伴 Efficient Power Conversion(EPC))合作的结晶。这种设计加固了组件并且缩小了传感器体积,提升可靠性,并降低成本

  。每一个集成电路面积小于 4 平方毫米,其大小仅仅覆盖了 25 美分硬币上乔治华盛顿画像的鼻子。

  像通常发布会一样,这并不能给外界太多产品细节,所以 IEEE Spectrum 与Velodyne 的研发副总裁 Anand Gopalan 进行了一次访谈。

  IEEE Spectrum:你们今天宣布了什么消息?

  Anand Gopalan:我们的客户将会生产内置我们 Puck 传感器的第一代自动驾驶车辆。我们所要做的就是使第二代产品更棒,这样我们的客户不必为可靠性、成本和电力消耗而担心。

  稿谈到了专用集成电路,其功能是解决了激光雷达一半的挑战即发射激光,将光线在足够狭小的脉冲范围内发射出去,使得激光雷达可以获取到所需相应距离和解析度。

  IEEE Spectrum:这对于下一代的 Veldyne 激光雷达传感器来说意味着什么?

  Anand Gopalan:我认为是建立一个囊括所有激光雷达功能的引擎:激光的发射和接收、计算和飞行时间等等诸如此类,包含在一个如此纤小的体积中,可以在各种不同的配置中得到应用。

  我们也支持在设备中自定义专用集成电路,这将会为一些非旋转式的设备开发铺平道路。在激光雷达领域的不同应用,从全自动驾驶到高级辅助驾驶,需要不同的行程因素和不同视野。所以我们的目标是能够创造出一种激光雷达引擎提供上述场景支持。

  IEEE Spectrum:为什么固态激光雷达对于 Velodyne 如此重要?是因为可靠性、成本还是另有其他?

  Anand Gopalan:固态化是取决于你希望拥有某些非旋转或更少的移动部件。相应地,也说明激光雷达只能拥有较为狭小的视野。这是你需要多大的视野以及愿意付出多少成本综合考虑。今天,你可以从我们的传感器中选择一个并打造一个完全固态化的解决方案,但是成本显然是过高的。

  所以,我们的想法是打造仅满足需要视野需求的产品,并且这套设备价格是合理的,我们认为我们有能力满足这样的要求。因此我们将“冰球”产品降低到一个非常具有竞争力的价格也是可行的,所以当你谈论成本的时候,需要考虑其所达到的目标的是什么。

  IEEE Spectrum:所以至少在短期内,这些非旋转的固态传感器并不会代替已有的传感器?

  Anand Gopalan:这是对目前已存在传感器的补充和扩充,同时我们也会开发一种完全非旋转式的激光雷达产品。

  如果你希望达到一个较高层次的自动驾驶时,你需要一个拥有 360 度可视范围,远距离和高解析度的传感器。这是三种主要的指标,因为你要建立一个非常精准的三维地图。其他不同级别的自动驾驶辅助应用只需要相对窄的视野。

  我们希望处理好两种市场需求,而这种需求将通过固态的激光雷达来实现。在全自动驾驶市场下,我们可能将这个引擎放进一个可旋转的解决方案里;在 ADAS 市场,我们将这个引擎放到一个非旋转解决方案里。

  IEEE Spectrum:你能从技术角度描述你们所采取的方法吗?

  Anand Gopalan:我们所采用的方法是将发射器和接收器在子系统层面结合,可以最大化提升信噪比(即提高减少噪声的比例)。另外我们很早就意识到,采用同等级的分辨率和清晰度看到某些距离你非常近和非常远的物体是很困难的。

  为了解决这个问题,Velodyne 采用了与竞争对手非常不同的方法,我们认为这是唯一可以解决问题的有效方法。

  IEEE Spectrum:在这张图片中我们看到的是什么?

  Anand Gopalan:这是我们所提出解决方案的核心——GaN(氮化镓) 集成电路。这是一个提供发射器功能的芯片,不形成光束。

  虽然 Velodyne 并没有透露有关固态激光雷达的指标或性能数据,不过CES 马上就要来了,届时 Velodyne 也会有相关的展示,将持续关注。

  viaieee

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