對話Velodyne研發副總裁：固態雷射雷達在設計上取得了哪些突破？

雷鋒網按：Velodyne 一直表示要將雷射雷達成本降低，並致力於研發固態雷射雷達，這或許也是自動駕駛廠商及雷射雷達廠商共同的願景：只有成本降下來，市場才能更好地普及和打開。今年8月，Velodyne 總裁 Mike Jellen對外表示，Velodyne 的雷射雷達在大規模量產情況下（訂單超過百萬），其售價可降至500美金。而昨天雷鋒網消息指出，這家公司又表示，已經成功設計出可應用於自動駕駛汽車上的全新固態技術雷射雷達。在提供優質可靠的 3D 成像同時，當大規模投產後能夠讓產品單價降至 50 美元以下。本文源于 IEEE Spectrum，作者 Evan Ackerman，雷鋒網編譯，未經許可不得轉載。

對於無人駕駛汽車來說，雷射雷達可以說是不可或缺的感測器。

大多數開發無人駕駛技術的公司都會同意這個觀點：從雷射雷達獲取長距離，海量高精度資料是必要的，尤其是在複雜的和多變的城市環境中。

雷射雷達成本很高的原因不難理解，其內部包含了一系列高品質光學元器件（雷射器、感測器等等），並且將這些高精密設備全部安裝到一個可以旋轉的空間內。

在過去的一兩年中，我們見到了一些固態雷射雷達的產品原型——

雷射雷達感測器把所有笨重和昂貴的硬體壓縮到一到兩個晶片中，使得大規模生產成為可能。

這既是技術的挑戰，也是一條雷射雷達的必由之路。

「Velodyne 為無人駕駛汽車製造全自動雷射雷達系統」——其官方網站宣稱。他們實際上早就開始了這項工作。由於他們所製造的感測器有品質和性能保證，實際上他們已經是這個市場的統治者——目前幾乎所有研發自動駕駛技術的公司或多或少都在使用 Velodyne 的產品。

最近，這家公司宣佈：在固態雷射雷達的設計上取得突破，在大規模應用後成本將低於 50 美金。

Velodyne LiDAR 新研發的固態雷射雷達感測器是氮化鎵（GaN）單片積體電路的實際應用。這種技術是與合作夥伴 Efficient Power Conversion（EPC)）合作的結晶。這種設計加固了元件並且縮小了感測器體積，提升可靠性，並降低成本。每一個積體電路面積小於 4 平方毫米，其大小僅僅覆蓋了 25 美分硬幣上喬治華盛頓畫像的鼻子。

像通常發佈會一樣，這並不能給外界太多產品細節，所以 IEEE Spectrum 與 Velodyne 的研發副總裁 Anand Gopalan 進行了一次訪談。

IEEE Spectrum：你們今天宣佈了什麼消息？

Anand Gopalan：我們的客戶將會生產內置我們 Puck 感測器的第一代自動駕駛車輛。我們所要做的就是使第二代產品更棒，這樣我們的客戶不必為可靠性、成本和電力消耗而擔心。

新聞稿談到了專用積體電路，其功能是解決了雷射雷達一半的挑戰即發射鐳射，將光線在足夠狹小的脈衝範圍內發射出去，使得雷射雷達可以獲取到所需相應距離和解析度。

IEEE Spectrum: 這對於下一代的 Veldyne 雷射雷達感測器來說意味著什麼？

Anand Gopalan：我認為是建立一個囊括所有雷射雷達功能的引擎：鐳射的發射和接收、計算和飛行時間等等諸如此類，包含在一個如此纖小的體積中，可以在各種不同的配置中得到應用。

我們也支援在設備中自訂專用積體電路，這將會為一些非旋轉式的設備開發鋪平道路。在雷射雷達領域的不同應用，從全自動駕駛到高級輔助駕駛，需要不同的行程因素和不同視野。所以我們的目標是能夠創造出一種雷射雷達引擎提供上述場景支援。

IEEE Spectrum: 為什麼固態雷射雷達對於 Velodyne 如此重要？是因為可靠性、成本還是另有其他？

Anand Gopalan：固態化是取決於你希望擁有某些非旋轉或更少的移動部件。相應地，也說明雷射雷達只能擁有較為狹小的視野。這是你需要多大的視野以及願意付出多少成本綜合考慮。今天，你可以從我們的感測器中選擇一個並打造一個完全固態化的解決方案，但是成本顯然是過高的。

所以，我們的想法是打造僅滿足需要視野需求的產品，並且這套設備價格是合理的，我們認為我們有能力滿足這樣的要求。因此我們將“冰球”產品降低到一個非常具有競爭力的價格也是可行的，所以當你談論成本的時候，需要考慮其所達到的目標的是什麼。

IEEE Spectrum: 所以至少在短期內，這些非旋轉的固態感測器並不會代替已有的感測器？

Anand Gopalan：這是對目前已存在感測器的補充和擴充，同時我們也會開發一種完全非旋轉式的雷射雷達產品。

如果你希望達到一個較高層次的自動駕駛時，你需要一個擁有 360 度可視範圍，遠距離和高解析度的感測器。這是三種主要的指標，因為你要建立一個非常精准的三維地圖。其他不同級別的自動駕駛輔助應用只需要相對窄的視野。

我們希望處理好兩種市場需求，而這種需求將通過固態的雷射雷達來實現。在全自動駕駛市場下，我們可能將這個引擎放進一個可旋轉的解決方案裡；在 ADAS 市場，我們將這個引擎放到一個非旋轉解決方案裡。

IEEE Spectrum: 你能從技術角度描述你們所採取的方法嗎？

Anand Gopalan：我們所採用的方法是將發射器和接收器在子系統層面結合，可以最大化提升信噪比（即提高減少雜訊的比例）。另外我們很早就意識到，採用同等級的解析度和清晰度看到某些距離你非常近和非常遠的物體是很困難的。

為了解決這個問題，Velodyne 採用了與競爭對手非常不同的方法，我們認為這是唯一可以解決問題的有效方法。

IEEE Spectrum: 在這張圖片中我們看到的是什麼？

Anand Gopalan：這是我們所提出解決方案的核心——GaN（氮化鎵） 積體電路。這是一個提供發射器功能的晶片，不形成光束。

雖然 Velodyne 並沒有透露有關固態雷射雷達的指標或性能資料，不過CES 馬上就要來了，屆時 Velodyne 也會有相關的展示，雷鋒網將持續關注。

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