Waymo的激光雷达计划：进展如何？

Waymo’s Lidar Plan: How’s It Working out?

许多自动驾驶汽车（AV）开发商一直在热烈追求激光雷达技术，这一技术之所以重要，是因为它们能够建立汽车周围环境的三维模型，这是自动驾驶汽车竞赛的一个基本特征。

领先的AV公司——Waymo、GM Cruise和Argo AI——要么已经收购了激光雷达技术公司，要么已经在内部开发了激光雷达。就连英特尔公司Mobileye也在打造自己的激光雷达技术，Mobileye的首席执行官Amnon Shashua在最近接受EE时报采访时承认。

但在所有自动驾驶汽车开发商中，Waymo是目前唯一一家将其激光雷达商业化的公司。然而，Waymo并不是每个人都能得到许可。它的合作伙伴仅限于那些在非汽车领域工作的人。

自从Waymo宣布将其名为激光熊蜂窝（Laser Bear Honeycomb）的激光雷达授权给非汽车公司以来，已经过去了16个多月。怎么样了？《经济时报》最近采访了Waymo的激光雷达团队负责人西蒙·韦尔盖斯（Simon Verghese）。

Verghese证实Waymo现在有多个设计胜利。但他对其激光雷达技术、定价或合作伙伴的具体细节保持沉默。如果Waymo对与外部客户做生意是认真的，为什么要保密呢？“你需要一份保密协议，”Verghese说。

尽管如此，Verghese通过概述Waymo决定授权其激光雷达技术的原因、公司如何认为其技术优于其他公司以及公司正在探索的激光雷达技术的新领域，证实了一些事情。

机械模式

Verghese证实Waymo的蜂巢激光雷达基于机械技术。它配有旋转镜和转盘。

最近，影音行业出现了对激光雷达技术的淘金热。据报道，已有70多家初创公司跃入市场，探索包括MEMS、固态和闪光激光雷达在内的新技术选择。

在这一新兴的免费模式中，很明显Waymo推出蜂窝状激光雷达并不是因为这是一项新技术，而是因为其久经考验的机械旋转激光雷达显示了稳定性。

经验很重要

本着这种精神，Waymo正在推销自己的经验，在100万英里的运行中测试了自己的AV。Verghese解释说，了解整个自动驾驶汽车的工作原理会有所帮助。他的观点是Waymo不仅仅制造激光雷达。“我们是一家垂直整合的（AV）公司，”他说，牢牢掌握着与传感器密切合作的AV软件堆栈。

更广阔的视野

Waymo公司承诺，它的周边激光雷达安装在车辆周围的四个点上，可以提供“无与伦比的视场，包括高达95°的垂直视场和高达360°的水平视场。”

这意味着AVs可以看到更多区域的传感器更少。Waymo还声称，不管距离有多近，它的激光雷达几乎不受干扰；它们能够在非常近的距离探测和避开物体。

“我们知道我们的传感器如何在盲点上协同工作，”Verghese说。他补充道，Waymo的蜂巢激光雷达提供了“更高的点密度和更好的射程”。

如何清洁设备装置？

通过数百万英里的AV测试，Waymo发现了一个激光雷达新手可能没有机会了解的问题：随着时间的推移，传感器对物体的观察和探测能力会下降。

Waymo的解决方案：首先，知道何时清洁传感器。第二，设计人性化、易于清洁的传感器。感知能力的下降——在各种不同的路况下，它能看到和探测到物体的距离——直接影响到AV的安全性。韦尔盖塞解释道，Waymo已经开发出一种“不断验证”每个传感器能力的方法。

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Pivoting

旋转

大多数行业分析师都认为，在过去几年里涌现出来的70多家lidar初创公司中，许多都不太可能在Covid-19经济中生存下来。公共卫生危机加剧了这样一个现实：商用AV的到来不再像曾经预测的那样迫在眉睫。

在一个困难的环境中，尚未被收购的lidar开发者必须调整他们的策略。一些公司已经在争先恐后地使他们的技术更适合设计成ADAS车辆（而不是robotaxis），或者被工业机器人市场所接受。总部位于西雅图的初创企业lumotion就是一个很好的例子，它现在正三管齐下，将智能手机lidar芯片添加到其产品路线图中。

Waymo，有着更多的钱，不是在为生存而战。但它正在为其激光雷达技术开拓一系列新的非AV市场。Verghese说，蜂巢激光雷达的设计成功和合作伙伴遍及从农业、土方运输到建筑设备和采矿等各个市场。他解释说，这些应用依赖于“激光雷达的坚固性和耐用性”。

Verghese说，例如，工业空间需要一个足够可靠的激光雷达来探测路径上的碎片，而不需要进行特定的物体分类。激光雷达告诉你，“我不知道它是什么，但最好不要碾过它。”

他指出，同样的原则也适用于晚上在黑暗中从卧室走到厨房。你在黑暗中通过触摸墙壁和测量距离找到自己的路。Verghese解释说：“当你觉得地板上有什么东西的污迹——可能是猫或其他什么东西——的话，你应该避免踩到它。”。

规模经济

Waymo正在向非汽车公司推销其激光雷达技术，主要是希望扩大规模。如果更多的公司采用它，Waymo可以提高激光雷达的产量。理论上，规模经济将降低每一个传感器的成本。

当谈到激光雷达的“批量生产”时，与合作伙伴合作和管理供应链是该公司的重要任务。Waymo不必担心这些意外事件，只要它是它唯一的客户，使用它的激光雷达为自己的AV测试车辆。

不过，有一点是肯定的。Waymo“有兴趣了解其激光雷达的所有不同使用情况”。换句话说，虽然Waymo专注于在汽车市场上使用激光雷达，但该公司有很大的兴趣去了解如何制造激光雷达和相关软件，使其更适用于特定的非汽车应用，包括工业机器人，仓库机器人和保安。据Verghese称，Waymo将与其合作伙伴密切合作。

“相干激光雷达”在地平线上？

由于许多激光雷达公司都在为他们的新激光雷达设计使用MEMS微型扫描仪或SPAD（单光子雪崩二极管）阵列而大声疾呼，除了机械激光雷达之外，Waymo还有什么计划？

Verghese说，许多技术选择都摆在桌面上。“我们非常清楚，我们正在密切关注”各种新技术的发展。

Verghese表示，Waymo继续与谷歌内部的技术开发活动保持紧密联系。例如，蜂窝激光雷达的底层技术开发已经在谷歌内部开始。Waymo最终与谷歌合作，使其激光雷达和软件协同工作。

Verghese也承认“相干激光雷达”是未来的技术选择。

包括今天的蜂巢激光雷达系统。相干激光雷达是汽车应用领域的新产品，其主要技术是调频连续波（FMCW）激光雷达。

连续波操作的优点包括能够直接探测速度和高分辨率的距离。然而，最大的挑战是，这种系统需要多种光学元件的紧密集成，包括激光器、放大器、相位和振幅控制低噪声光电二极管、模式转换器和光波导。这些必须进一步集成在一个紧凑的外形，可大批量制造。

这就是硅光子学的用武之地。理论上，硅平台可以在可扩展的大批量制造过程中实现硅芯片上的光学集成，从而实现芯片级固态激光雷达。

Verghese承认，谷歌已经非常熟悉硅光子学，因为谷歌将其视为使光通信用大线卡变得更小的关键。

相干系统被认为可以提供更好的性能——包括单脉冲速度测量和对其他光源干扰的抗扰度。尽管所有的研究仍有待进一步研究。

Analyst’s take on Waymo

分析师对Waymo的看法

我们对Waymo的采访让我们对Waymo在激光雷达发展方面的方向有所了解。但撇开Waymo的雄心壮志不谈，Waymo与Honeycomb在商业上的竞争力还远不清楚。

我们询问了Yole Dédevelopement的技术和市场分析师亚历克西斯·德布雷（Alexis Debray），他对近几个月来激光雷达的市场进行了诊断，以及Waymo的适用范围。

德布雷观察到，对于汽车lidar（个人汽车），供应链中的许多公司正在“为2021年至2023年之间的产品发布做准备”。他指出，除其他外，奥迪目前正与法雷奥合作，Innoviz与麦格纳和宝马合作，Luminar与沃尔沃合作，Velodyne与现代摩比斯和现代合作。

德布雷强调，Waymo并不孤单。“许多公司还为工业应用和自主车辆（robotaxi和自主穿梭机）开发了激光雷达。”

他指出：“这使得激光雷达的价格在几千美元范围内，而三年前只有几万美元，”他说。他补充说，这种激光雷达具有“更好的性能、更小的尺寸和更高的可靠性”。因此，激光雷达在越来越多的应用中得到应用和测试，包括工厂车辆、安全、智能交通系统、国防等

德布雷在接受《EE时报》采访时说：“鉴于目前很少有关于蜂巢性能和价格的公开信息，我认为Waymo有两个优势。首先，他们掌握了从激光雷达到终端系统和操作的每一步，包括软件、电子设备……其次，他们已经在百万英里的运行中进行了大量测试。”

但这并不意味着Waymo一帆风顺。德布雷指出，Waymo“在各种工业应用需要许多不同规格时，只提供一种型号。”

在他看来，“其他激光雷达公司提供许多型号，甚至定制。例如，Ouster提供大约50种不同的型号，都基于相同的技术，但范围、视野和分辨率各不相同。此外，要想在工业市场扩张，Waymo必须与数以百计的不同客户接触和互动。他们似乎已经在忙着做Waymo One了。”

巴特西

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