开启激光雷达3.0时代：硬件级图像前融合赋能商用车车讯
核心提示：“乘坐激光雷达割韭菜？我们的答案离汽车规则的量产还很远，但终极平衡的终极答案仍有待探索。”
是一家提供图像融合固体激光雷达设备和三维环境感知解决方案的人工智能公司。高性能、低成本、车规级、易于批量生产的车载激光雷达，为L3~L4自动运行和工业AGV等领域提供优秀的解决方案
激光雷达坐车需要吗？2022年9月20日，在由盖世汽车主办的2022第二届商用车自动驾驶大赛上，探维科技CMO王雨晴指出，罗盘量产的路途还很遥远，终极平衡的终极答案还在摸索中，但融合无疑是一条必由之路。摄像机、毫米波雷达、激光雷达几种不同的传感器都有各自的特点和优点，缺乏激光雷达，就存在无法识别逆行车辆、白车辆、应对弱光环境等问题，这些都会带来交通隐患。
探维科技CMO王雨晴
下面整理演讲内容：
探维科技
探维科技成立于2017年，核心团队起源于清华大学精仪系国家重点实验室，2008年开始从事激光雷达方向技术研发。总部和研发中心位于北京，成都有电子研发中心，2021年下半年将在苏州完成汽车规格级生产线，年内完成3个轿车客户量产项目定点。
为实现车规级的稳定性，探维科技基于全自研究的ALS技术平台构建高性能、低成本、易于批量生产的车规级固体激光雷达，率先完成批量生产和交付。同时探维科技开发了业内唯一的硬件级图像预融合产品Tanway Fusion，解决了激光雷达的兼容性、可靠性及适应性问题，开启了激光雷达3.0时代。
苏州量产基地将于2021年下半年落地，2021年Q4已正式投入使用生产线，生产线情况为占地3000平方米的装配标定车间，生产和标定全部实现全自动化，目前设计的年产能为20万台，今年将通过IATF16949的质量体系认证。
我们从2008年开始在实验室与固体激光雷达进行图像预融合的技术积累，2017年离开实验室启动了探维科技的创业项目，之后几乎每年都推出新的激光雷达产品，在市场上具有一定突破力的同时，也积累了优秀的商用车自动驾驶客户。今年从商用车逐渐过渡到乘用车，推出了面向前装量产的固体激光雷达产品。
商用车自动驾驶的动向
接下来正式进入今天的商务车的主题，首先从马斯克和多传感器融合方案的纠缠开始。
2018年2月7日在特斯拉财报电话会上，马斯克说无人车应该扔掉激光雷达这根拐杖，第二年4月23日，马斯克在特斯拉自动驾驶日说了惊人的话，表示使用激光雷达的自动驾驶公司都注定要失败。2021年5月20日，又有网友拍摄“特斯拉”新车进行激光雷达测试。关于毫米波雷达，在2021年5月的特斯拉自动运行方案中已经看不到毫米波雷达的身影，但不久前特斯拉向FCC联盟委员会提出了新的方案。其中，特斯拉不但没有放弃毫米波雷达，反而自己退场制作了自己的毫米波雷达产品。
其实马斯克不是对某个传感器有自己的特殊偏好，而是在意一个传感器的安全性和成本，两个多传感器融合的复杂性。从马斯克的诉求和观点来看，商用车整体的自动化也有发展的倾向。
首先是融资动向。据商用车融资市场调查，2013年-2018年市场融资金额为4.77亿，2019年-2021年融资金额达173.7亿，其中干线物流、港口、矿区为最热3大场景。
其次是市场动向，在从研发走向大规模量产的过程中，整个供应链的控制和产品成本的控制是非常重要的因素。
在感知趋势方面，商用车车身大、场景多、盲点多的特殊情况，对多传感器的数量和融合提出了更高的要求。
从商用车的发展趋势可以提取他们对传感器传感系统的疼痛，重点分为三：
首先是规模化成本，随着落地规模的加大，必然对成本提出进一步的挑战。
定制需求，商用车的自动驾驶与轿车不同，涉及干线物流、港口、矿山等场景的差异化需求，因此对感知系统的定制也提出了非常高的要求。
对于尖端化感知，商用车车身大，传感器数量也非常多，因此对融合感知提出了更高的要求。
你可以把所有的痛点总结成一个词。安全，只有保证整个感知系统的安全，才能保证整个商用车自动驾驶系统的安全，进而保证整个场景运行中的人身和环境安全。
激光雷达的发展与现状
再介绍一次激光雷达的发展过程。1960年全球首台激光研制成功，2005-2007年车载激光雷达首次亮相，2013-2015年的自动驾驶热潮也让机械式激光雷达进入媒体视野，真正开启了以机械旋转式雷达为代表的激光雷达1.0时代。
从2016年到2018年，视觉和激光雷达哪个轻，哪个重的讨论伴随着特斯拉频繁发生的事故的结束。从2019年开始，汽车企业陆续进入，搭载混合固体激光雷达的量产模式开始发售，激光雷达公司也开始发售混合固体激光雷达产品，以混合固体激光雷达为中心的激光雷达2.0时代正式开始。
无论是汽车企业还是自动驾驶公司，如何使用激光雷达，如何将激光雷达与感知系统融合、同步，一直是业内争论不休的问题。相信未来激光雷达3.0时代即将到来，3.0时代无疑是一个融合的时代。
图像源：探维科技
上图是激光雷达的“不可能的三角”。市场对激光雷达的要求始终是性能、稳定性和成本，只有三者同时达成才能称之为终极答案，而这三者是非常矛盾的三点。
在性能方面，市售激光雷达的探测距离一般在200米左右，一些高速场景需要更远的探测距离。在成本方面，激光雷达仍然是一个比较新的行业，新设备和新技术的成本需要逐步优化，一千元的价格目标还很难达到。在可靠性方面，这个问题是由固体激光雷达解决的，但对性能和成本没有任何帮助。
我有时会怀疑你会不会乘坐激光雷达割韭菜。我们的答案是，汽车量规量产的路途还很遥远，终极平衡的终极答案还在摸索中。
图像源：探维科技
激光雷达是必不可少的，这也是大家的共识。摄像机、毫米波雷达、激光雷达各传感器都有自己的特点和优点，激光雷达不足容易导致无法识别异形车辆、无法识别白色大货车、无法应对弱光环境等风险。激光雷达无疑是必要的，未来也应该朝着融合前进，思考如何用好系统。
根据我们的理解，目前市面上大部分的融合方案还是后融合。后融合顾名思义，就是传感器分别感知环境后进行数据处理，将结构化数据进行融合。其中存在融合信息量少，计算精度低，依赖于各传感器的性能，容易产生误检漏检风险等问题。目前，少数算法能力强的公司在前融合，即融合后感知的同时，这对整个传感器的标定同步提出了更高的要求，前融合一直是一个需要攻克的难题。
针对融合难点的解决方案是硬件级图像预融合。我们直接将图像处理芯片搭载在激光雷达产品上，用固态发光和接收系统同步接收环境光和激光回波，通过图像快门和激光触发，输出时间同源的数据。
Tanway Fusion：车载硬件级前融合系统
图像源：探维科技
我们推出的产品是探测距离200米，分辨率0.16°的64线激光雷达。×0.32°，空间同步精度为100米内3厘米，时间同步为微秒级同步精度，帮助客户解决图像与激光雷达的同步与融合问题，输出的是点对应的数据信号。
总结了我们融合系统的特点，首先从系统层面解决了感知系统安全性与硬件成本的矛盾。在比较远的距离探测车辆和行人，如果是128线激光雷达探测到的车就几十分，探测到的人就十几分，用感知算法识别高精度车辆和行人的成本也相当高。另一方面，64线激光雷达配合图像信号容易感知数据，除了具有可靠性高的激光数据外，64线的架构成本也相当低。
在算法上，我们的融合系统既能应对环境适应性强、光线弱等对lidar不太友好的情况，也有高精度的检测模型。
探维车规级和工规级产品
下面也介绍一下底层核心技术。通过阵列扫描的lidar平台将整个产品大致分为4类。首先采用单轴扫描，在一维方向进行白扫描。扫描模式简单，工作部件非常少，故障模式低，也保证了初步的稳定性。其次通过阵列化实现机械的高度的集成化，快速的小型化，性能和线数的提高成为可能。同时，根据光学方式的最优化整形激光光源，输出着用少量的激光实现高线数的非常有效的量产方式。此外，由于采用了独特的算法和芯片，硬件成本非常低，不依赖于国外核心部件。
在ALS技术平台的基础上，根据汽车用户的需求，完成了两款支持各自汽车用户的前置lidar产品。Duetto为130线，有超性价比的前置lidar，有ROI加密区，单光子器件可极大提高探测距离，10%可达180米。
scope-v是192线雷达，全域分辨率都很高，可以适应高水平的自动操纵和复杂的场景。两种产品已经有量产项目、定点项目，从今年开始依次交付。
图片提供：探维科技先生。
在工规级产品方面，经过3-4版的迭代，我们有16线、32线系列产品，应用于港口等低速领域，性价比很高，体积很小。另一个系列是64到192线的产品，被采用在很多商用车场景和城市道路上的车路合作中。
商用车是我们深耕重视的领域，从2021年开始积累了干线物流自动驾驶公司的优秀客户，以192台高线数lidar为主雷达，在干线物流车上侧重前方感知和探测。港口、矿山和其他复杂的情境也优化了很多算法除了商用车，我们在低速智能驾驶、车辆和道路协同都有突破。例如低速智能驾驶的情况下，在清扫、物流配送、Robotaxi上安装产品。现在，在城市的道路的车路联合和高速公路的景色，也有大量的出货应用程序。同时，轿车的定点也确保着，等候官宣。
（上述为探维科技CMO王雨晴，2022年9月20日召开的盖世汽车第2届商用车自动驾驶会议2022的基调演讲“开创lidar3.0时代：硬件级的图像前融合型商用车”。）