“半部雷射雷達的產品演變史就是自動駕駛行業的進化史。 ”
本文共計3450字， 閱讀時間7分鐘。
記者 | 蔡浩爽
編輯 | 趙力
“業內流傳著一句話：半部雷射雷達的產品演變史就是自動駕駛行業的進化史。 ”
雷射雷達是自動駕駛和機器人行業用於鐳射三維掃描的感測器， 可以算作是自動駕駛汽車“眼睛”的首選。
除特斯拉Mobileye曾採用以電腦視覺配合毫米波雷達實現無人駕駛的方案外， 自動駕駛領域的其他大玩家， 諸如穀歌Waymo、百度、UBER、Cruise等， 皆採用雷射雷達為主的解決方案。
不久前在上海大秀了一把無人駕駛車技的圖森未來，
侯曉迪一語道出雷射雷達作為自動駕駛汽車感測器的尷尬處境：成本高、玩家少、產能低下。 這一系列問題導致雷射雷達這一“自動駕駛之眼”一度成為自動駕駛發展的桎梏。
這讓禾賽科技創始人、CEO 李一帆感到荒謬：“無人車這個萬億級行業， 全世界幾百家公司， 竟然會卡在一個小小的感測器上， 而且一卡就是好幾年， 所有人都被逼瘋了。 ”於是， 做鐳射感測器起家的禾賽決定：那我們就到這個市場來闖一闖。
創業契機：雷射雷達的尷尬現狀和巨大市場空間
禾賽科技一開始切入的市場並不是自動駕駛雷射雷達。
2013年， 3個來自矽谷的年輕人創立禾賽；2015年， 禾賽推出第一款產品：掌上型鐳射甲烷遙測儀；2016年初， 禾賽又與大疆合作， 推出首套用于居民樓室內燃氣巡檢的無人機載燃氣安檢系統。 靠著這兩款產品， 禾賽已經在2016年實現了數千萬人民幣的銷售額。
而之所以從鐳射天然氣檢測轉型做智慧駕駛雷射雷達， 除了鐳射測距與鐳射氣體檢測在遙測光路設計、電子信號處理等核心問題類似， 人才儲備相通外， 更重要的原因就是禾賽看到了無人駕駛雷射雷達的尷尬現狀以及其巨大的市場空間。
禾賽科技的雷射技術脫胎於美國斯坦福大學的光學實驗室。 在決定切入智慧駕駛雷射雷達市場之前， 他們還做了很多其他方面的嘗試， 包括鐳射氣體探測、鐳射實體成分分析、鐳射切割、用於機器人的雷射雷達等。 放棄了足夠成熟和較為低端的市場， 李一帆坦言， 最終選中智慧駕駛雷射雷達， “一個原因是這個市場足夠大。 ”
智慧駕駛雷射雷達目前主要用於自動駕駛測試車和高清地圖測繪。 而據禾賽的市場調查， 光是測試車， 全球就有百億的市場規模。 “對於雷射雷達公司來說， 從中切一兩個點就是幾億人民幣。 ”而當自動駕駛汽車投入量產後， 帶來的市場規模更是難以估量。
無論從短期還是長期來看， 智慧駕駛雷射雷達看上去都是一門好生意，
細數雷射雷達賽道， 真正能夠實現量產和穩定出貨的幾乎只有美國矽谷的VELODYNE和德國的IBEO， 而 IBEO 又專注於低線數雷達。
成立於1983年的 VELODYNE 在智慧駕駛雷射雷達領域無疑佔據先發優勢。 穀歌、百度、Uber 等自動駕駛頭部梯隊使用的都是 VELODYNE 的雷達。 VELODYNE 定義了16線、32線、64線混合固態（混合固態：內部依然存在機械旋轉結構， 外觀上罩著罩子， 從外部看沒有旋轉部件）雷射雷達， 甚至在相當長的一段時間裡， VELODYNE 都享受著“我提供什麼你們就用什麼”的稀缺紅利。 其64線雷射雷達售價高達8萬美元， 16線雷射雷達價格也在1萬美元左右。
由於VELODYNE 在灣區的工廠還處於手工組裝和調校階段， 導致其在產量上心有餘而力不足。
為確保自己的自動駕駛研發不受影響， 2016年底， 百度和福特不惜斥資1.5億美元入股VELODYNE， 但 VELODYNE依然“一件難求”。
VELODYNE 的斷貨幾乎是拱手讓出市場。 急於進行自動駕駛測試、搶佔自動駕駛量產先機的科技巨頭、整車廠、創業公司迫切需要一個穩定的雷射雷達貨源。 未來， 誰能在技術過關的前提下率先解決雷射雷達量產問題， 誰就可能實現領跑。
2015年底， 禾賽創始人兼首席科學家孫愷指著黑板上一長串推導公式的最後一項說：“我算了下， 我們可以把現有鐳射氣體遙測儀的結構略作調整， 結合近10年積累的在光機和電路設計、器件工藝上的經驗， 能夠在幾個月內改造出一台多線鐳射測距雷達，而且性能可能會超過市面上所有的產品。”
市場前景結合自身技術優勢，自此，智慧駕駛雷射雷達賽道上多了一家叫禾賽的中國公司。
產品：成本價格、交付週期、反覆運算速度俱優
2016年10月，當大部分玩家還埋首在16線雷射雷達時，禾賽率先在國內展示了面向自動駕駛的32線雷射雷達。“在2016年11月的中國國際工業博覽會上，我們把雷射雷達裝在了一輛車上進行現場演示，用實際的資料和產品回擊了雷射雷達行業‘有PPT有外觀設計，無現場demo無公開測試結果’的怪現狀。”李一帆說。
2017年4月，禾賽正式發佈面向自動駕駛的40線混合固態雷射雷達——Pandar 40，並公開與早期合作夥伴百度無人車、蔚來汽車、小鵬汽車、馭勢科技、智行者、四維圖等自動駕駛和高精地圖公司新測試的原始資料。據禾賽方面表示，Pandar 40主要是面向測試車市場。
“我們發現絕大多數客戶選擇64線產品的原因，是因為它在50米以外的精細的掃描結果。而這部分功能我們可以通過我們產品定義來優化實現。”李一帆介紹，自動駕駛對雷射雷達的需求可以抽象化成一個最典型的的場景：在50米開外，盡可能捕捉到行人和車輛的更多細節。
以此為目的，Pandar 40打破以往雷射雷達均勻分佈的限制，在接近0°範圍附近密集設置了25條線，角解析度達到了0.33°。“這等效於一個均勻分佈的傳統83線雷達。”
Pandar 40究竟實現了怎樣的突破？舉個例子：在50米外經過一個1.7米高的行人，傳統16線（2°角解析度）、64線（0.4°角解析度）混合固態雷射雷達與 Pandar 40在行人身上掃過的線分別為1條、5條和6條。
而在提高近水準角度解析度的同時，與 VELODYNE64相比，Pandar 40體積更小、品質更輕、探測距離也由 VELODYNE64的120提升到200米。
李一帆認為，和其他同品類產品，尤其是 VELODYNE64相比，Pandar 40的競爭優勢主要體現在價格、交付週期以及反覆運算速度三個方面。
在價格方面，李一帆表示：“Pandar 40要比它同類型、同效果的產品更具競爭力。”
VELODYNE 雷射雷達價格一直居高不下，除市場尚未爆發、需求量低外，很大一部分原因VELODYNE 在灣區的工廠使用手動組裝和調校，人工占了相當大成本。以傳統64 線數的雷達調校為例，每一條線都有一對鐳射發射器和接收器，在組裝過程中，為保證發射出去的鐳射要被成對的接收器收到，複雜的調校過程導致一個星期只能完成兩台成品。
“這應該算是我們的‘後發優勢’。”李一帆介紹，作為後入局者，看到前人在人工調教上遇到的問題，禾賽從一開始就設計了一系列解決方案。“我們加入了非常多半自動化設計，降低了人工調教比例。”同時，較為廉價的元器件和勞動力也成為了中國雷射雷達廠商的“本土優勢”。
人工調教比例的降低也相應縮短了交付週期。“從接到訂單到發貨，禾賽只需要一個月左右的時間。”
至於反覆運算速度，不同於躺在功勞簿上、缺乏創新動力的 VELODYNE，禾賽作為初創公司，出於搶佔市場的需求，禾賽需要通過反覆運算來不斷提升用戶體驗。舉例來說，Pandar 40 的測量距離從剛面世時的150米提高到200米，僅用了三四個月的時間。
事實上，“角解析度達0.33°”這一指標是由VELODYNE的客戶、某全球知名的無人駕駛領軍企業提出的。他們提出需要一款解析度更高的雷射雷達，要求鐳射線束非平均排列，中間密集兩邊稀疏、最密集處角解析度達到0.33度。而 VELODYNE至今尚未交卷，反倒是禾賽走到了前面。
壁壘：跨領域專家通力合作
“當初進軍雷射雷達前，我們就預想到開發難度會很大，但沒想到會這麼大。”
早在2016年初，禾賽就研發出了可進行室內環境掃描的多線雷射雷達。“當時整個團隊都認為，我們造出頂級雷達不過是時間的問題。”讓李一帆和整個團隊都沒想到的是，從最初的原型到產品化，中間有那麼多坑需要趟。
“一個測5米距離的雷達和一個測100米的雷達完全不是一個概念；在室內測的雷達和在戶外陽光直射加上各種環境光情況下測試的雷達不是一個概念；能跑5分鐘的原型到可以可靠地在汽車上連續工作上萬個小時不故障的工業產品更不是一個概念。”
一個雷射雷達包含上千個精密元件，如何混合固態雷射雷達在高速旋轉情況下的機械穩定性、如果解決散熱問題、如果應對各種惡劣天氣、如何解決無線供電、無線資料傳輸……無數的具體問題擺在禾賽團隊面前。“任何一個細節的不完美都會導致產品的完全失敗。”回想起過去的一年，李一帆依然覺得戰戰兢兢。
雷射雷達的壁壘是什麼？李一帆認為是將各種技術整合在一起。
研發一個完整的雷射雷達需要聚集光學、精密機械、類比電路、數位電路、FPGA、深度學習等各個領域的頂尖人才。
“幸運的是，禾賽在這幾年內像采蘑菇一樣集齊了各路專家。”
國家千人計畫專家、出身于斯坦福光學實驗室、現任同濟大學汽車學院教授的首席科學家孫凱；獲得斯坦福大學機械和電子雙碩士、設計四代蘋果iPhone電子系統的CTO向少卿；
本科畢業於清華大學精密儀器系，博士畢業于美國伊利諾大學智慧型機器人姿態控制方向，曾在矽谷LAM機器人公司、派克集團、以及西部資料集團做過首席工程師和戰略投資工作的 CEO 李一帆；卡爾蔡司負責鏡頭設計的光學工程師；斯坦福大學鐳射感測器研究科學家；以及為達到車規級標準而引入的知Tire 1產品、市場專家……在禾賽這支百人團隊裡，研發人員占比70%。
在今年雙十一期間，京東展示的封閉園區低速無人物流車上，搭載的就是禾賽研發的雷射雷達。據李一帆介紹，除京東外，禾賽還是百度阿波羅計畫的合作夥伴，此外，禾賽目前的客戶還包括美國底特律、匹茲堡、歐證的一些大型 OEM廠商以及全球最大的 Tire 1 廠商（一級供應商）。
“行業裡還是靠產品說話。”李一帆預計，禾賽會在明年迎來市場爆發點。
據悉，禾賽正在研發適用於公共路段量產車型的更高階的雷射雷達。“我們預計今年年底展示產品 demo，明年初大量交付測試。”
“我們對自己的定位並不僅僅是一家感測器公司或者雷射雷達公司。未來，我們希望從機器人的‘眼睛’入手，全面進軍機器人行業。”李一帆強調，雖然禾賽過去沒有強調在演算法上的研究，但禾賽一直在佈局整個行業。“未來，禾賽希望成為為客戶提供整體解決方案的公司，而不是只做硬體。”
能夠在幾個月內改造出一台多線鐳射測距雷達，而且性能可能會超過市面上所有的產品。”
市場前景結合自身技術優勢，自此，智慧駕駛雷射雷達賽道上多了一家叫禾賽的中國公司。
產品：成本價格、交付週期、反覆運算速度俱優
2016年10月，當大部分玩家還埋首在16線雷射雷達時，禾賽率先在國內展示了面向自動駕駛的32線雷射雷達。“在2016年11月的中國國際工業博覽會上，我們把雷射雷達裝在了一輛車上進行現場演示，用實際的資料和產品回擊了雷射雷達行業‘有PPT有外觀設計，無現場demo無公開測試結果’的怪現狀。”李一帆說。
2017年4月，禾賽正式發佈面向自動駕駛的40線混合固態雷射雷達——Pandar 40，並公開與早期合作夥伴百度無人車、蔚來汽車、小鵬汽車、馭勢科技、智行者、四維圖等自動駕駛和高精地圖公司新測試的原始資料。據禾賽方面表示，Pandar 40主要是面向測試車市場。
“我們發現絕大多數客戶選擇64線產品的原因，是因為它在50米以外的精細的掃描結果。而這部分功能我們可以通過我們產品定義來優化實現。”李一帆介紹，自動駕駛對雷射雷達的需求可以抽象化成一個最典型的的場景：在50米開外，盡可能捕捉到行人和車輛的更多細節。
以此為目的，Pandar 40打破以往雷射雷達均勻分佈的限制，在接近0°範圍附近密集設置了25條線，角解析度達到了0.33°。“這等效於一個均勻分佈的傳統83線雷達。”
Pandar 40究竟實現了怎樣的突破？舉個例子：在50米外經過一個1.7米高的行人，傳統16線（2°角解析度）、64線（0.4°角解析度）混合固態雷射雷達與 Pandar 40在行人身上掃過的線分別為1條、5條和6條。
而在提高近水準角度解析度的同時，與 VELODYNE64相比，Pandar 40體積更小、品質更輕、探測距離也由 VELODYNE64的120提升到200米。
李一帆認為，和其他同品類產品，尤其是 VELODYNE64相比，Pandar 40的競爭優勢主要體現在價格、交付週期以及反覆運算速度三個方面。
在價格方面，李一帆表示：“Pandar 40要比它同類型、同效果的產品更具競爭力。”
VELODYNE 雷射雷達價格一直居高不下，除市場尚未爆發、需求量低外，很大一部分原因VELODYNE 在灣區的工廠使用手動組裝和調校，人工占了相當大成本。以傳統64 線數的雷達調校為例，每一條線都有一對鐳射發射器和接收器，在組裝過程中，為保證發射出去的鐳射要被成對的接收器收到，複雜的調校過程導致一個星期只能完成兩台成品。
“這應該算是我們的‘後發優勢’。”李一帆介紹，作為後入局者，看到前人在人工調教上遇到的問題，禾賽從一開始就設計了一系列解決方案。“我們加入了非常多半自動化設計，降低了人工調教比例。”同時，較為廉價的元器件和勞動力也成為了中國雷射雷達廠商的“本土優勢”。
人工調教比例的降低也相應縮短了交付週期。“從接到訂單到發貨，禾賽只需要一個月左右的時間。”
至於反覆運算速度，不同於躺在功勞簿上、缺乏創新動力的 VELODYNE，禾賽作為初創公司，出於搶佔市場的需求，禾賽需要通過反覆運算來不斷提升用戶體驗。舉例來說，Pandar 40 的測量距離從剛面世時的150米提高到200米，僅用了三四個月的時間。
事實上，“角解析度達0.33°”這一指標是由VELODYNE的客戶、某全球知名的無人駕駛領軍企業提出的。他們提出需要一款解析度更高的雷射雷達，要求鐳射線束非平均排列，中間密集兩邊稀疏、最密集處角解析度達到0.33度。而 VELODYNE至今尚未交卷，反倒是禾賽走到了前面。
壁壘：跨領域專家通力合作
“當初進軍雷射雷達前，我們就預想到開發難度會很大，但沒想到會這麼大。”
早在2016年初，禾賽就研發出了可進行室內環境掃描的多線雷射雷達。“當時整個團隊都認為，我們造出頂級雷達不過是時間的問題。”讓李一帆和整個團隊都沒想到的是，從最初的原型到產品化，中間有那麼多坑需要趟。
“一個測5米距離的雷達和一個測100米的雷達完全不是一個概念；在室內測的雷達和在戶外陽光直射加上各種環境光情況下測試的雷達不是一個概念；能跑5分鐘的原型到可以可靠地在汽車上連續工作上萬個小時不故障的工業產品更不是一個概念。”
一個雷射雷達包含上千個精密元件，如何混合固態雷射雷達在高速旋轉情況下的機械穩定性、如果解決散熱問題、如果應對各種惡劣天氣、如何解決無線供電、無線資料傳輸……無數的具體問題擺在禾賽團隊面前。“任何一個細節的不完美都會導致產品的完全失敗。”回想起過去的一年，李一帆依然覺得戰戰兢兢。
雷射雷達的壁壘是什麼？李一帆認為是將各種技術整合在一起。
研發一個完整的雷射雷達需要聚集光學、精密機械、類比電路、數位電路、FPGA、深度學習等各個領域的頂尖人才。
“幸運的是，禾賽在這幾年內像采蘑菇一樣集齊了各路專家。”
國家千人計畫專家、出身于斯坦福光學實驗室、現任同濟大學汽車學院教授的首席科學家孫凱；獲得斯坦福大學機械和電子雙碩士、設計四代蘋果iPhone電子系統的CTO向少卿；
本科畢業於清華大學精密儀器系，博士畢業于美國伊利諾大學智慧型機器人姿態控制方向，曾在矽谷LAM機器人公司、派克集團、以及西部資料集團做過首席工程師和戰略投資工作的 CEO 李一帆；卡爾蔡司負責鏡頭設計的光學工程師；斯坦福大學鐳射感測器研究科學家；以及為達到車規級標準而引入的知Tire 1產品、市場專家……在禾賽這支百人團隊裡，研發人員占比70%。
在今年雙十一期間，京東展示的封閉園區低速無人物流車上，搭載的就是禾賽研發的雷射雷達。據李一帆介紹，除京東外，禾賽還是百度阿波羅計畫的合作夥伴，此外，禾賽目前的客戶還包括美國底特律、匹茲堡、歐證的一些大型 OEM廠商以及全球最大的 Tire 1 廠商（一級供應商）。
“行業裡還是靠產品說話。”李一帆預計，禾賽會在明年迎來市場爆發點。
據悉，禾賽正在研發適用於公共路段量產車型的更高階的雷射雷達。“我們預計今年年底展示產品 demo，明年初大量交付測試。”
“我們對自己的定位並不僅僅是一家感測器公司或者雷射雷達公司。未來，我們希望從機器人的‘眼睛’入手，全面進軍機器人行業。”李一帆強調，雖然禾賽過去沒有強調在演算法上的研究，但禾賽一直在佈局整個行業。“未來，禾賽希望成為為客戶提供整體解決方案的公司，而不是只做硬體。”