基于ams OSRAM先進SPL系列EEL激光器,短距激光雷達可助力將車身周邊盲區的危險系數降到最低,已成為前視主激光雷達之后的又一增量市場。
不久前,百度發布第六代量產無人車Apollo RT6,首次在量產車上“干掉”方向盤、具備城市復雜道路的無人駕駛能力、成本大幅降低,售價僅為25萬元……可以說,Apollo RT6讓無人駕駛又向前一大步。
近日,激光雷達解決方案服務商一徑科技宣布,量產無人車Apollo RT6將搭載其新一代補盲激光雷達,以進一步推進多場景應用,全面提升無人駕駛的3D感知能力。而這款新一代補盲激光雷達采用的正是全球領先光學解決方案供應商ams OSRAM SPL系列EEL邊發射脈沖激光器。此系列產品非常適合工業及車規環境下的各種直接飛行時間(dToF)應用,能為激光雷達提供窄脈寬、高能量的激光輸出。
“作為可以探測更遠距離或更廣視角并立體成像的傳感器,激光雷達已經被證明是高級輔助駕駛不可或缺的關鍵部件,”艾邁斯歐司朗高級市場經理梁澤春指出,“傳感器融合是大勢所趨,隨著像素密度愈來愈高,體積越來越小,成本越來越低,激光雷達在ADAS及自動駕駛傳感器中的比重會越來越大。”
補盲激光雷達成新剛需?
車載激光雷達,想必大家都很熟悉,自去年開始陸續上車,今年一度成為輿論熱度話題,2022年是車載激光雷達量產元年的說法一時間喧囂至上。目前,激光雷達的主流應用是前向探測,多采用一顆或兩顆分布在汽車頂部或者前保險杠兩側,解決前向長距離探測的問題。
那到底什么是補盲激光雷達?補盲激光雷達在其中價值幾何,以致Apollo RT6能標配搭載?
一系列問題我們整合來看。
一方面,從目前激光雷達的參數來看,由于視場角的限制(例如有些已上車激光雷達的垂直視場角僅為25°),在常規位置安裝的前向激光雷達必然會存在一定的探測盲區;
另一方面,由于單個激光雷達的視場角參數普遍在100°~120°,因此在近距離探測時,車身兩側會存在較大盲區;
因此,在此種情況下,對于一些近距離的低矮障礙物,比如雪糕筒、限位桿、石墩、路牙等無法做到精準探測,也無法應對一些特殊場景,比如車前突然躥出的寵物貓狗等,又比如在路況轉彎、變道、匯入車流等場景中由于存在側向感知盲區,只能實現有限的城區場景自動駕駛功能。
如此,就產生了補盲激光雷達的用武之地。
補盲激光雷達,名稱中就透出了關鍵信息——“補盲”,其最主要的目的就是用更廣視場角來補充前向激光雷達的探測盲區。
如果在車側增加垂直視場角不低于75°,水平視場大于120°的補盲激光雷達,就可以與前向激光雷達的近場盲區進行點云互補,從而實現低矮物體等目標物,以及相鄰車道線的探測,這在泊車以及當前行業重點攻克的城市輔助駕駛場景中尤為重要。
特別值得一提的是,除了通過超大視場角彌補前向主激光雷達的近場感知盲區,基于補盲激光雷達+前向激光雷達的組合,還可以在有限的成本條件下,實現覆蓋車身四周完整的3D環境感知方案。
例如為了讓Apollo的自動駕駛能力得到最大體現,Apollo RT6在核心感知硬件上裝備了8顆激光雷達,成為目前同類型自動駕駛車輛雷達搭載量第一名,其中車身周圍采用了4顆一徑科技新一代補盲激光雷達,賦予自動駕駛應用可靠穩定、寬視角、遠距離以及高分辨率的三維深度感知能力。
合作背后的考慮
此次百度與一徑科技在Apollo RT6上的合作,百度看中的是其高性能、小型集成化、可量產的車規級全固態激光雷達產品,以提供更好的自動駕駛感知體驗。
與同行業其他產品相比,一徑科技新一代補盲激光雷達的視場角超過當前行業水平的120°,實現360°全覆蓋僅需要3~6個補盲激光雷達產品,而市面上其他的方案至少需要5~8個才能實現同等程度的水平覆蓋。
此外,在產品的功能與形態上,一徑科技的這款補盲激光雷達也具備完善的車載應用條件,包括車規級的接插件、車載通信/同步方式、功能安全及診斷等,將從車規級可靠性能和完善的車載應用條件兩方面助力百度無人車Apollo RT6的快速量產落地。
目前,百度Apollo的自動駕駛能力已得到廣泛驗證,測試總里程超過3600萬公里;同時,其自動駕駛出行服務平臺蘿卜快跑已在北京、上海、廣州、深圳等十幾個城市實現自動駕駛出行服務,訂單量超100萬。
*圖片來源:百度
作為短距激光雷達中核心器件激光器的選擇,一徑科技與ams OSRAM在SPL系列EEL邊發射脈沖激光器上的合作,正是由于該系列產品適合工業及車規環境下的各種直接飛行時間(dToF)應用,能為激光雷達提供窄脈寬、高能量的激光輸出。
以ams OSRAM SPL系列中的SPL S1L90A_3 A01產品為例,其峰值功率能達到125W,依賴于先進的外延片和芯片設計,加上創新的SMT封裝形式,其Rth進一步降低,也使得激光的出光效率大幅提升。
而在談到EEL產品的窄脈寬特性時,梁澤春也直言做到窄脈寬本身并沒有難度,而真正的難點在于如何在發射口徑變小的同時保持一定的光功率以及光功率密度,確保優秀的出光效率,這是問題的核心,這就涉及到上游供應商的EPI以及芯片技術能力的不斷沉淀。
據梁澤春介紹,艾邁斯歐司朗常規EEL已經是目前車載激光雷達的主流選擇,且廣泛適用于ADAS和Robotaxi上。更進一步,升級版低溫漂EEL產品,在-40°C~105°C 范圍波長隨溫度變化系數降至0.07nm/k,其溫度漂移特性已經和VCSEL一致,視為業界邊發激光器的重大技術突破;另外,ams OSRAM的激光器QFN表面貼裝技術、多通道技術、多結層等技術,都將為激光雷達的系統平臺搭建提供更多更優的選擇。
領跑補盲風口
當前,激光雷達市場的火藥味愈演愈烈。
近1個月內,國內多家激光雷達廠商相繼公布了自己的固態補盲激光雷達產品進展,它們多以1D/2D VCSEL作為光源,但其產品的量產時間大多在2023年下半年,因此搭載相應產品的量產車多預計要在2024年才能面市。
而在這個領域,一徑科技早在2021年就基于EEL光源推出了MEMS補盲激光雷達產品ML-30s,在京東物流第五代智能快遞車、嬴徹科技的干線物流商用卡車、元戎啟行前裝量產L4級自動駕駛方案、Robotaxi以及乘用車等多應用場景實現量產前裝,積累了眾多成熟的商業化案例。其中,ML-30s采用的也是ams OSRAM SPL系列EEL激光器。因此,此次一徑科技與ams OSRAM在Apollo RT6上的合作,已是再度牽手。
“短距激光雷達有其特殊要求與挑戰,比如超廣視場角、角度分辨率、高像素密度以及與商用化息息相關的成本。一徑科技早期的ML-30s產品,其視場角覆蓋、角度分辨率、近距離盲區檢測、每秒點頻數、點云質量等各維度都優于目前尚未量產的VCSEL方案。”
據悉,ML-30s的視場角為140°x70°,等效線束160線,角度分辨率小于0.5°,主要提供超寬視場角,實現高分辨率3D覆蓋,將車身周邊盲區的危險系數降到最低。而此次Apollo RT6上搭載的則是一徑科技最新一代補盲激光雷達產品,相比較現有的ML-30s,其各項技術指標均有進一步升級。
“短距激光雷達的市場需要相應時間去進一步培養,一徑科技短距激光雷達在車廠實現定點,在這個細分市場上暫時領先了兩年以上。目前看其性能優勢還會繼續保持下去,成本方面因為包括激光器(比如SPL S1L90H_3)在內的核心器件均是為短距激光雷達量身打造,隨著數量增長,成本將進一步降低。”
據高工智能汽車研究院監測數據顯示,今年1-9月中國市場(不含進出口)乘用車前裝標配激光雷達5.7萬顆,全年預計前裝標配交付將超過12萬顆;預計2023年國內乘用車前裝標配激光雷達交付將沖刺40-50萬顆規模,到2025年則有望達到200萬顆/年的規模。
其中,面向私人消費市場的車型,將主要以1顆前向、2顆盲區配置為主,L3/L4的B端前裝則主要以1顆前向、4顆盲區配置為主。
未來2~3年,激光雷達市場可謂整體高速發展。而短距激光雷達不僅是傳感器融合的重要部分,更是前視主激光雷達之后的又一增量市場。“并且具備拉動激光雷達價格下降的強大動力,”梁澤春補充道。
參展2023 CES
盡管短距激光雷達離主機廠廣泛接受還有一段距離,但它確實能解決很多視覺傳感器無法覆蓋的場景,并為更高級別的輔助駕駛提供更優感知。
“縱觀車載激光雷達的發展與上車進程,中國新勢力以及布局新能源車型的各傳統車廠對激光雷達的接收度算比較迅速的,但同樣需要經過較長的DV、PV、PPAP、SOP等汽車零部件開發流程,所以,對于短距激光雷達而言,各廠家積極布局是很有必要的。”
據悉,一徑科技與ams OSRAM都將參加2023年1月5日~8日在美國拉斯維加斯舉行的國際消費類電子產品展覽會(CES)。一徑科技已經宣布將于展會現場正式發布上述合作款——新一代補盲激光雷達,屆時更多細節參數、更多應用場景案例、更多合作細節將會進一步公布。
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原文標題:艾邁斯歐司朗先進EEL激光器賦能,一徑科技領跑補盲激光雷達新賽道
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