搶佔雷達市場霸主地位 Velodyne推出高端雷射雷達

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David Hall在十多年前發明了三維雷射雷達， 用於DARPA Grand Challenge比賽。

自那時起， 他的公司Velodyne便主導了自動駕駛汽車雷射雷達的市場。 去年， Velodyne開設了一家工廠， 據說它在2018年將生產百萬塊雷射雷達， 遠遠超過其他任何高端雷射雷達製造商。

上周， 雷射雷達創業公司Luminar宣佈正在開始批量生產其自己的雷射雷達裝置。 該公司預計到2018年底每季度將生產5000塊雷達。 與此同時， 以色列創業公司Innoviz也準備大量生產InnovizPro雷射雷達。 該公司拒絕給予外界媒體透露確切的生產數字。 Innoviz認為它可以快速擴大生產規模以滿足這一需求。 顯然使雷射雷達成為主流汽車應用將需要數百萬台雷射雷達裝置， 在這一點上， Velodyne的競爭對手仍然主要將注意力集中在分配單位給公司進行評估， 測試和開發。 最終的目標是說服客戶在運輸產品中使用一年或兩年的雷射雷達感測器。

Luminar和Innoviz採用與Velodyne完全不同的方法。 這兩款產品都是通過微型動鏡掃描整個外景。 使用一個雷射器有明顯的成本優勢， 這種方法可以為雷射雷達單元的垂直解析度和掃描頻率提供更多的靈活性。

但這種設計的一大缺點是它不能提供360度覆蓋。 Luminar表示它可以水準覆蓋120度。 實際上， 這意味著車輛需要四個Luminar單元才能提供與單個Velodyne單元相同的360度覆蓋範圍。 Velodyne還生產名為Velarray的固態雷射雷達。 但基於市場應用條件， 旋轉雷射雷達仍然是他們的主要焦點。

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Luminar首席執行官奧斯丁羅素（Austin Russell）認為， Luminar的雷射雷達與幾乎所有競爭對手不同的重要特徵是鐳射的波長。

大多數雷射雷達使用905nm鐳射。 這意味著來自這些鐳射的能量可以到達眼睛的後面並損傷視網膜。 因此， 保護眼睛安全需要嚴格限制905nm雷射器的功率水準。 這使得構建具有顯著範圍的雷射雷達更難; 鐳射發出的能量越少， 檢測反射光的難度就越大。

Luminar通過使用波長為1550nm的鐳射解決了這個問題。

我們的眼球中的液體對1550nm的光線是安全的， 所以在這個波長下的鐳射可以有更高的功率而不會造成眼睛傷害風險。

儘管傳統的矽基感測器可檢測到905nm鐳射， 但檢測1550nm鐳射需要更多異國半導體元件。 Luminar的雷射雷達使用銦鎵砷感測器來檢測返回閃光。 因此預計這些非矽元件很貴， 但Luminar表示已經計算出如何將接收器組件的成本降至3美元。

專案負責人還指出了另一個讓Luminar超越Innoviz的因素。 Luminar和Innoviz都使用小型移動鏡來瞄準雷射光束。 Innoviz雷射雷達採用MEMS技術（縮寫為微機電系統）來移動顯微鏡。 拉塞爾說Luminar使用非MEMS技術來移動一個更大的微鏡。 這表明Luminar系統收集更多入射光， 以更大的距離和更低的反射率檢測物體。

結果是：Innoviz 宣傳其雷射雷達的距離為150米，

而Luminar稱其雷射雷達可以看到250米。 Velodyne表示， 其高端128鐳射模型可以看到遠達300米， 但Russell認為這些統計資料實際上低估了Luminar的優勢。 Luminar的高功率1550nm雷射器使其能夠比基於905nm雷射器的雷射雷達更好地觀察低反射率物體。 具體而言， 他表示Luminar的雷射雷達可以在250米範圍內看到一個反射率低至10％的物體， 這是大多數競爭性雷射雷達無法實現的成就。

也許大家都想詢問其雷射雷達的功耗， Luminar雷射雷達單位消耗不到你車裡空調功率的十分之一。

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我們還不知道有哪些雷射雷達產品會上市，其中最重要的問題之一是這些產品的價格。在與雷射雷達公司的討論中，他們沒有給出具體的數字。

Velodyne說道，其低端16雷射器盤面雷射雷達成本約為4000美元，比去年價格下降50％。該公司預計，未來幾年這個價格將下降到數百美元。當問Luminar如何比較價格時，該公司認為這是很難得比較。Velodyne的16鐳射單元雷射雷達的射程僅為100米。Luminar表示，它的雷射雷達與Velodyne的更昂貴和更長距離的64和128鐳射單元更相似。對於那些高端雷射雷達目前的價格，Velodyne不會給出一個數字，甚至是一個範圍。我們知道Velodyne的高端雷射雷達單位歷史成本高達75000美元。據推測，近幾年該公司已經降低了這個價格，但我們不知道這個價格。

Velodyne的旋轉雷射雷達提供的360度視圖意味著這些單位的潛在成本可能高達四倍，並且仍然要與固態雷射雷達相媲美，而固態雷射雷達需要四個單位才能提供相同的360度覆蓋。Innoviz表示，他們的InnovizPro雷射雷達“取決於範圍和體積，價格在幾千美元左右。” 該公司計畫在明年推出一款名為InnovizOne的大規模市場雷射雷達，售價高達數百美元。

所以三家公司似乎都處於同一個市場，他們都表示他們預計價格會隨著時間而下降。與此同時，至少還有兩家其他公司，Quanergy和法雷奧，已經在量產幾百美元的雷射雷達。然而，目前尚不清楚這些感測器是否有能力使其與Velodyne和Luminar提供的高端雷射雷達競爭。

長期來看，所有這些公司都可能面臨來自新一代單片雷射雷達單元的競爭。實驗室的科學家們已經想出了如何將雷射雷達系統的所有主要部件安裝到沒有移動部件的單個晶片上，使用稱為光學相控陣的技術進行波束控制。

去年通用汽車公司收購了一家創業公司，但我們可以期待很多其他公司在未來幾年採取同樣的做法。原則上，單晶片設計可以極大地簡化雷射雷達製造，最終使雷射雷達成本低於100美元，便宜到足以在汽車行業及其他領域進行防範普及應用。但到目前為止，沒有人使用相控陣方法實現全自動車輛所需的高性能範圍和其他因素的能力。

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我們還不知道有哪些雷射雷達產品會上市，其中最重要的問題之一是這些產品的價格。在與雷射雷達公司的討論中，他們沒有給出具體的數字。

Velodyne說道，其低端16雷射器盤面雷射雷達成本約為4000美元，比去年價格下降50％。該公司預計，未來幾年這個價格將下降到數百美元。當問Luminar如何比較價格時，該公司認為這是很難得比較。Velodyne的16鐳射單元雷射雷達的射程僅為100米。Luminar表示，它的雷射雷達與Velodyne的更昂貴和更長距離的64和128鐳射單元更相似。對於那些高端雷射雷達目前的價格，Velodyne不會給出一個數字，甚至是一個範圍。我們知道Velodyne的高端雷射雷達單位歷史成本高達75000美元。據推測，近幾年該公司已經降低了這個價格，但我們不知道這個價格。

Velodyne的旋轉雷射雷達提供的360度視圖意味著這些單位的潛在成本可能高達四倍，並且仍然要與固態雷射雷達相媲美，而固態雷射雷達需要四個單位才能提供相同的360度覆蓋。Innoviz表示，他們的InnovizPro雷射雷達“取決於範圍和體積，價格在幾千美元左右。” 該公司計畫在明年推出一款名為InnovizOne的大規模市場雷射雷達，售價高達數百美元。

所以三家公司似乎都處於同一個市場，他們都表示他們預計價格會隨著時間而下降。與此同時，至少還有兩家其他公司，Quanergy和法雷奧，已經在量產幾百美元的雷射雷達。然而，目前尚不清楚這些感測器是否有能力使其與Velodyne和Luminar提供的高端雷射雷達競爭。

長期來看，所有這些公司都可能面臨來自新一代單片雷射雷達單元的競爭。實驗室的科學家們已經想出了如何將雷射雷達系統的所有主要部件安裝到沒有移動部件的單個晶片上，使用稱為光學相控陣的技術進行波束控制。

去年通用汽車公司收購了一家創業公司，但我們可以期待很多其他公司在未來幾年採取同樣的做法。原則上，單晶片設計可以極大地簡化雷射雷達製造，最終使雷射雷達成本低於100美元，便宜到足以在汽車行業及其他領域進行防範普及應用。但到目前為止，沒有人使用相控陣方法實現全自動車輛所需的高性能範圍和其他因素的能力。