2022汽車半導(dǎo)體生態(tài)峰會演講實(shí)錄|鐳神智能曾磊：激光雷達(dá)在智能駕駛及智慧交通領(lǐng)域的應(yīng)用

以“智鏈未來 本立而道生”為主題的“2022張江汽車半導(dǎo)體生態(tài)峰會暨全球汽車電子博覽會”由《中國汽車報(bào)》社主辦，張江高科、愛集微、浦東新區(qū)投資促進(jìn)二中心承辦，11月7日-8日在上海張江科學(xué)會堂隆重舉行。

本屆峰會邀請了以半導(dǎo)體為核心的全球智能網(wǎng)聯(lián)汽車生態(tài)鏈企業(yè)高管、知名分析師與投資機(jī)構(gòu)、中外行業(yè)大咖參加，瞄準(zhǔn)新智能汽車與能源汽車技術(shù)前沿，就科創(chuàng)+產(chǎn)業(yè)+金融進(jìn)行深度交流，為汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)智慧和力量。同時(shí)，通過趨勢分享、前沿技術(shù)碰撞、投資邏輯解讀以及全球汽車電子博覽會，共同探討全球巨變下的汽車半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，為業(yè)界充分展示汽車電子最新發(fā)展成果與趨勢，打造國際化一流汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域展示平臺。

其中，在11月7日舉辦的“感知專場”，深圳市鐳神智能系統(tǒng)有限公司汽車事業(yè)部總經(jīng)理曾磊做了題為《激光雷達(dá)在智能駕駛及智慧交通領(lǐng)域的應(yīng)用》的精彩演講，以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實(shí)錄：

曾磊：各位來賓，大家上午好！感謝主辦方的邀請，今天我給大家分享的主題是激光雷達(dá)在智能駕駛以及智慧交通領(lǐng)域中的應(yīng)用。正好契合今天的感知專場，我今年在各個(gè)地方都發(fā)現(xiàn)大家特別關(guān)于激光雷達(dá)的板塊，接下來我從激光雷達(dá)的原理與技術(shù)路線，激光雷達(dá)在智能駕駛領(lǐng)域中的應(yīng)用，激光雷達(dá)在智慧交通領(lǐng)域的應(yīng)用，和激光雷達(dá)對我們鐳神智能最新產(chǎn)品平臺和我們公司進(jìn)行介紹。

深圳市鐳神智能系統(tǒng)有限公司 汽車事業(yè)部總經(jīng)理 曾磊 

激光雷達(dá)的原理是這樣，激光雷達(dá)是激光打出去是一個(gè)一個(gè)脈沖，如果這個(gè)脈沖一直聚焦在某個(gè)點(diǎn)上，我們打過去就是一個(gè)激光的點(diǎn)。激光有光束，最早的一個(gè)應(yīng)用是在當(dāng)時(shí)的美國，運(yùn)用在五六十年代美國的登月上，當(dāng)時(shí)測向距離非常精準(zhǔn)的。脈沖打過去是一個(gè)一個(gè)點(diǎn)，我們把激光脈沖掃一下可以得到一個(gè)面，每個(gè)面里面有一個(gè)一個(gè)脈沖回來，我們可以想一下我們打出去激光線束，回來一個(gè)一個(gè)點(diǎn)，這是最早激光雷達(dá)的應(yīng)用，后來我們可以打多個(gè)點(diǎn)。

激光雷達(dá)本身里面有一些核心技術(shù)指標(biāo)，比如說有探測距離、角度分辨率、市場角、測量精度、掃描頻率、測點(diǎn)速率、車規(guī)要求，這是我們核心的指標(biāo)。激光雷達(dá)是光、機(jī)、電多學(xué)科合乎交叉的高集成度精密設(shè)備，系統(tǒng)涉及到的專業(yè)門類很多，眾多技術(shù)最終要激光雷達(dá)里面完成高度集成，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的產(chǎn)品化和批量化，面臨的困難和挑戰(zhàn)非常大。比如我們做一個(gè)產(chǎn)品開發(fā)，首先我們要把整個(gè)光路確定下來，然后做內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后有一個(gè)非常精密的組裝集成。

激光雷達(dá)發(fā)展至今經(jīng)歷了過幾個(gè)技術(shù)路線，測距原理分為三角法、相位法、TOF時(shí)間飛行法、FMC調(diào)頻連續(xù)波。推動激光雷達(dá)一直以來的整個(gè)演變的從最初的機(jī)械式發(fā)展，到后面經(jīng)過了混合固態(tài)式，現(xiàn)在主要的發(fā)展方向是純固態(tài)式。機(jī)械式，大家可以看一下多點(diǎn)激光陣列排布，中間是機(jī)械式激光雷達(dá)傳播，里面是旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)典型的機(jī)械式的激光雷達(dá)，該激光雷達(dá)的市場角是360度，這個(gè)技術(shù)方案和器件相對較為成熟的，技術(shù)門檻相對較低，與眾多的感知算法的融合度更高。但是因?yàn)檫@個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，組裝成本和工藝特別復(fù)雜，所以我們這塊的產(chǎn)能低、成本高。

基于這個(gè)機(jī)械式激光雷達(dá)往下一步的衍生，我們做到了混合固態(tài)激光雷達(dá)，這是我們CH32圖，中間的紫色部分是旋轉(zhuǎn)棱鏡。在這個(gè)結(jié)構(gòu)里面我們把發(fā)射、接收、主控的相關(guān)的組件全部固定住，我們只需要一個(gè)旋轉(zhuǎn)棱鏡旋轉(zhuǎn)，這個(gè)就是混合固態(tài)式。關(guān)于混合固態(tài)激光雷達(dá)，目前為止，相較于機(jī)械式，它不需要整體的旋轉(zhuǎn)，這樣的設(shè)計(jì)可以大幅降低激光雷達(dá)的功耗，然后解決了它裝配調(diào)試的復(fù)雜性，所以它的高成本和可靠性低的問題就相對解決的，我們目前在汽車工業(yè)中大量裝車的案例是以混合固態(tài)式激光雷達(dá)為主。

純固態(tài)式，純固態(tài)式是下一步激光雷達(dá)發(fā)展的方向。純固態(tài)式因?yàn)樗恼麄€(gè)內(nèi)部不需要任何的機(jī)械旋轉(zhuǎn)的部件，所有激光探測是通過電子方式實(shí)現(xiàn)的，無需旋轉(zhuǎn)達(dá)到一定的旋轉(zhuǎn)角，掃描角度有限，如果要實(shí)現(xiàn)一些更高維度的全方位掃描，它需要布置更多的一些激光雷達(dá)。這里介紹一下，比如說我們把手上這個(gè)激光器當(dāng)做激光雷達(dá)內(nèi)部的一個(gè)掃描部件，這里面有激光的發(fā)射片，打出去是一個(gè)一個(gè)脈沖，讓它旋轉(zhuǎn)的時(shí)候脈沖一個(gè)點(diǎn)變成一條線，旋轉(zhuǎn)一圈就是360度。把發(fā)射點(diǎn)打到旋轉(zhuǎn)鏡上，我可以控制我自己想要的掃描角度，比如說現(xiàn)在常用的是120度，如果有多根線束打上去，比如說128甚至256線，這樣我就可以設(shè)置角度。純固態(tài)式是純電子式的結(jié)構(gòu)，到以后的成本會更低，而且主流方向是這個(gè)。這是純固態(tài)式的3D FLASH激光雷達(dá)，我們剛才講到了它的優(yōu)勢和劣勢，它發(fā)射的是面陣光。

這是最近我們做的一個(gè)OPA光學(xué)相控陣固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)，這個(gè)是今后幾年的發(fā)展方向。這是激光雷達(dá)大概的發(fā)展路徑，從2017、2018年激光雷達(dá)上車，到2020年、2021年中國大量新能源車的裝車之后，現(xiàn)在激光雷達(dá)迎來了市場爆發(fā)。我們在整個(gè)激光雷達(dá)的成本和價(jià)格，從最初的一條線一萬塊，現(xiàn)在做到了三千塊錢不到。激光雷達(dá)整個(gè)成本包括研發(fā)成本、物料成本和生產(chǎn)制造成本，現(xiàn)在物料成本占比是最大的。這個(gè)是鐳神在汽車這個(gè)板塊激光雷達(dá)的產(chǎn)品布局。

激光雷達(dá)在智能駕駛領(lǐng)域中的應(yīng)用，關(guān)于智能駕駛，我相信今天坐在一起的大家也都是汽車工業(yè)的業(yè)內(nèi)人士，智能駕駛現(xiàn)在主流的，在路上跑的，或者說最近這兩年主機(jī)廠要定點(diǎn)的，一般是開發(fā)L2+。因?yàn)檫@里面有一個(gè)核心點(diǎn)，關(guān)于駕駛本身最終控制的歸屬到底歸誰，L1、L2控制是需要人與系統(tǒng)，主要的控制方是人。但是一旦涉及到L3、L4級別，主要控制者是人是協(xié)同，出了故障階段會是人，這里面涉及到責(zé)任劃分。大量的車企主要以L2+為主，去年開始，我們開始接到開放L3、L4級別的自動駕駛風(fēng)聲。這里面有政策法規(guī)的要求，我們鐳神參與了深圳市智能駕駛的法規(guī)落，當(dāng)時(shí)明確說出這樣一個(gè)界定，如果智能駕駛車輛在路上行使的時(shí)候，這個(gè)責(zé)任到底歸誰，最終以駕駛員為主，如果你是駕駛員或者車主，在路上你用純智能駕駛的方式駕駛汽車的時(shí)候出了事故，首先承擔(dān)責(zé)任的是車主或者駕駛員，之后如果是智能駕駛系統(tǒng)出了故障，才是車輛的單位承擔(dān)責(zé)任，這是在深圳這塊最核心的定義。因?yàn)樨?zé)任劃分清楚了，在后面很多智能駕駛開發(fā)下一步的工作就可以往下面去推進(jìn)。

我們一般把整個(gè)智能駕駛分為三個(gè)或者四個(gè)層級，如果分三個(gè)層級就叫感知層、決策層、執(zhí)行層，如果加一個(gè)層級就是定位層。感知層是現(xiàn)在激光雷達(dá)做的，感知層里面的核心組件是攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)。

整個(gè)智能駕駛下一步是多傳感器融合，包括整個(gè)感知層里面每個(gè)傳感器都會有它的核心優(yōu)勢和核心劣勢，我們經(jīng)常聽到這樣一個(gè)舉例，比如說特斯拉一再堅(jiān)持，說它的智能駕駛基于圖像，是不用激光雷達(dá)的。但其實(shí)特斯拉最初在定義智能駕駛的時(shí)候，最早是找過激光雷達(dá)的傳感器公司，但是因?yàn)樵谀莻€(gè)時(shí)期激光雷達(dá)價(jià)格實(shí)在太貴，一個(gè)線數(shù)是1萬塊人民幣，所以當(dāng)時(shí)用了比較便宜的方案?，F(xiàn)在特斯拉也把激光雷達(dá)做到智能駕駛的核心傳感器里面去。核心在于攝像頭的成本是最低的，他通過大量的算法去做這個(gè)事情，但是有一個(gè)問題，攝像頭沒有距離信息，包括在惡劣天氣下難以測距，也可能會失效。毫米波雷達(dá)本身也是，因?yàn)樗募夹g(shù)特點(diǎn)，它對較大的物體和相對靜止的物體不太敏感，而且對人和動物具有一定的穿透性。所以激光雷達(dá)是非常好的補(bǔ)充，激光雷達(dá)本身具備最精準(zhǔn)的測距信息。

但是激光雷達(dá)在此前最大的劣勢，一個(gè)是成本太高，第二個(gè)在相對有些氣候條件下也是會失效。所以我們會覺得，在智能駕駛整個(gè)板塊不能單一的依靠哪一個(gè)傳感器就可以了，它一定是多傳感器融合。激光雷達(dá)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用需求，包括無人駕駛、ADAS、車聯(lián)網(wǎng)V2X等。由于應(yīng)用場景和搭載激光雷達(dá)載體有明顯差異，對激光雷達(dá)的性能、價(jià)格和體積等維度均有不同需求。比如說做Robotaxi/Robotruck所有者多為運(yùn)營公司，對價(jià)格和車身的集成度要求較低。ADAS所有者為個(gè)人，對激光雷達(dá)與車身融為一體的美觀性和價(jià)格敏感度高。

基于整個(gè)激光雷達(dá)和整個(gè)感知層，我們會覺得，在不同層級的智能駕駛下，對不同傳感器的要求是不一樣的。越是高階的智能駕駛，對激光雷達(dá)傳感器的需求會更高。當(dāng)然我們現(xiàn)在也看到了，也深度參與了幾個(gè)，特別是L4級別的智能駕駛中對激光雷達(dá)的需求更高，比如，路特斯一個(gè)車現(xiàn)在打算放8個(gè)激光雷達(dá)。比亞迪他們的激光雷達(dá)需求量比較大，但是他們50萬以上的車，一般最少規(guī)劃也是3個(gè)激光雷達(dá)。

激光雷達(dá)它會跟攝像頭、毫米波雷達(dá)有共同的一個(gè)工作聯(lián)合感知，這里面講的是聯(lián)合感知的架構(gòu)，激光雷達(dá)和攝像頭做一個(gè)雷達(dá)的算法，結(jié)合毫米波雷達(dá)本身是輸出的，做一個(gè)數(shù)據(jù)融合，可以輸出相應(yīng)的參數(shù)，比如說障礙物屬性、中心坐標(biāo)、速度大小，還有車輛本身的參數(shù)，比如說車速、轉(zhuǎn)向燈和車輛自身定位信息，最終我們可以綜合給一些決策意見。這是多傳感器融合的環(huán)境感知解決的意見，包括前置攝像頭、激光雷達(dá)。

這幅圖展示的是感知融合之后輸出的一些數(shù)據(jù)信息，左邊看到的是整個(gè)感知系統(tǒng)提供給車輛的一個(gè)整合信息，對它來說只需要識別物體、相對速度、大小，右邊是我們看到真實(shí)路況場景的展示。

激光雷達(dá)在智慧交通領(lǐng)域中的應(yīng)用，智慧交通是目前講十四五規(guī)劃、講新基建，以前傳統(tǒng)基建是造鐵公基，鐵路、公路、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，現(xiàn)在的新基建一個(gè)是智慧交通、智慧路網(wǎng)，第二是數(shù)據(jù)信息、數(shù)據(jù)傳輸。激光雷達(dá)在智慧交通這塊，李克強(qiáng)院士之前提出智能網(wǎng)聯(lián)汽車的中國方案是車路云一體化融合系統(tǒng)控制的技術(shù)路線。李克強(qiáng)院士在最近幾次行業(yè)會議中，我正好也是有跟李院士有過幾次的會議交集，當(dāng)時(shí)問過，目前中國的智慧交通，一個(gè)是智慧交通，一個(gè)是智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的想象?，F(xiàn)在主要研究方向是車輛信息和路的交互，然后把它反饋到終端，在終端里面的信息處理反饋到路網(wǎng)，比如說車輛的終端顯示，比如說手機(jī)終端，像地圖等這樣去顯示。

車路協(xié)同為了提升我們整個(gè)的交通效率，減少交通事故和碳排放。我們整個(gè)車通過智能化、網(wǎng)聯(lián)化，與我們整個(gè)道路所有設(shè)施的數(shù)字化與智能化，再通過云平臺處理，最終我們可以讓它協(xié)同感知。所以交通狀況我們可以實(shí)時(shí)的分享，實(shí)時(shí)定位到每個(gè)交通參與的主體。交通的態(tài)勢實(shí)時(shí)的預(yù)判。比如說到時(shí)候哪一條路徑的選擇，交通的引導(dǎo)和調(diào)整交通的流通，交通的引導(dǎo)可以提前告訴你從哪里走，包括我們直接調(diào)整和控制交通的一個(gè)紅綠燈。

這是我們鐳神智能的車路協(xié)同的整體流程，我們目前參與到中國現(xiàn)在60多個(gè)城市的智慧交通里面去了，而且每個(gè)城市里面的智慧交通里面，我們都在建一個(gè)城市化的中央信息處理系統(tǒng)。比如說我們每個(gè)主干道里面的交通控制，比如說大量的城市高架路、高速公路等，而且在這個(gè)板塊的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們現(xiàn)在一般的感知。我去到一些城市的交通指揮中心里面看過，里面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理量是非常大的，大家現(xiàn)在可以有這樣一些感受，我們用我們的手機(jī)導(dǎo)航，比如說今天過來，我可以在某些路口的時(shí)候，紅綠燈在讀秒，它可以跟你反應(yīng)，現(xiàn)在讀秒大概有多少秒，比如說20秒給你計(jì)數(shù)了，你等待幾輪紅燈，比如說交通擁堵等待兩輪、三輪，然后告訴你前方擁堵嚴(yán)重，重新規(guī)劃一條路徑。比如說我們可以看到有些紅綠燈明明跳了10秒，突然從綠燈變紅了，或者紅燈變綠了，就是我們的智慧交通。通過激光雷達(dá)我們整套車路協(xié)同大概的流程是這樣的，通過激光雷達(dá)、攝像頭，聯(lián)合檢測感知我們相關(guān)的結(jié)果，包括路上其他的一些傳感設(shè)備，將我們的一些感知結(jié)果傳輸?shù)铰范说慕粨Q機(jī)，通過交換機(jī)傳輸?shù)浇煌刂浦笓]中心分析平臺。

這是路端，然后通過車端，把車輛自身傳感器的一些數(shù)據(jù)，比如說激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)相關(guān)的數(shù)據(jù)，流傳到我們交通控制指揮中心分析數(shù)據(jù)平臺。這時(shí)候我們可以聯(lián)合感知，通過這些數(shù)據(jù)兩邊分發(fā)，一邊可以分到路端的交通控制系統(tǒng)，一邊把云端反饋到車或者反饋到我們的手機(jī)中，這是我們大概的方向。

大家可以看到，這是我們激光雷達(dá)路端的整個(gè)實(shí)時(shí)的路況，比如說現(xiàn)在有紅綠燈、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)，這是實(shí)時(shí)路況的場景。整個(gè)板塊里面，高速ETC抓拍系統(tǒng)，比如說車輛長寬高超限的系統(tǒng)，比如說車行系統(tǒng)，都可以通過激光雷達(dá)聯(lián)合來實(shí)現(xiàn)。

這里介紹一下關(guān)于激光雷達(dá)最新產(chǎn)品的介紹，這是最新出來的150nm，目前來說全球最領(lǐng)先的激光雷達(dá)。為什么選擇150nm？首先是能源安全，它的能源安全閾值比905高出幾十倍。這個(gè)可以看到整個(gè)激光雷達(dá)，一個(gè)是500米超遠(yuǎn)的探測距離，10%的反射率可以做到250米的探測距離。這是激光雷達(dá)最終打出來的點(diǎn)云，比如說水平120度、垂直25度，右邊是最終探測出來的點(diǎn)云。這是點(diǎn)云的動態(tài)，通過150nm，還可以做點(diǎn)云的ROI區(qū)域，就是動態(tài)關(guān)注的一些重點(diǎn)區(qū)域，它可以上下掃描，在重點(diǎn)區(qū)域可以達(dá)到500線，精度就非常高了。這是120線點(diǎn)云的動態(tài)顯示。

最后介紹一下鐳神，鐳神成立于2015年，目前完成了好幾輪融資，目前資金規(guī)模好幾億了，現(xiàn)在正在進(jìn)行新一輪融資。我們的產(chǎn)品一個(gè)是激光雷達(dá)，第二個(gè)是整個(gè)控制板塊，比如說無人叉車，整個(gè)集團(tuán)有六百多人。目前在深圳和徐州各有一個(gè)廠房，年產(chǎn)能大概是100萬。我們產(chǎn)品市場份額全國第二，目前跟東風(fēng)有戰(zhàn)略合作，是國內(nèi)首批批量裝車的激光雷達(dá)廠商之一。今年通過26262認(rèn)證，目前專利600多項(xiàng)。此外，鐳神獲得了很多國家的獎(jiǎng)項(xiàng)，比如說工信部創(chuàng)新重點(diǎn)任務(wù)揭榜優(yōu)勝單位。

這是我們整個(gè)集團(tuán)的產(chǎn)品矩陣，上面五行都是TOF，下面兩個(gè)是相位法和三角法，整個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是非常廣的。這是深圳工廠，占地1萬多平。這是徐州工廠，占地大概2萬平。目前在深圳市有一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，我們還設(shè)立了一個(gè)測試中心，在這邊主要是產(chǎn)品開發(fā)過程之中，研發(fā)之前有大量的測試需求，包括車規(guī)生產(chǎn)之后的。鐳神本身是自研半導(dǎo)體封裝工藝，核心器件自主研發(fā)。謝謝大家。

（注：以上速記內(nèi)容未經(jīng)本人確認(rèn)）