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Elon Musk曾把LiDAR稱為“fool’s errand”，此話雖頗具爭議，但實(shí)際上這一說法尚未被完全推翻。盡管LiDAR具有高精度的性能優(yōu)勢，但成本仍然很高，無法成為ADAS中重要的傳感方式。盡管困難重重，一家名為PreAct的初創(chuàng)公司卻看到了“低價(jià)”的近場LiDAR的商機(jī)，而不是大多數(shù)其他玩家所追求的長距或中距LiDAR。

車載LiDAR的技術(shù)范圍很廣，從微機(jī)械掃描和MEMS，到OPA和flash。隨著初創(chuàng)公司的不斷涌現(xiàn)，競爭格局蓬勃發(fā)展，但它們都還沒有盈利。問題出在哪里？許多初創(chuàng)公司和他們的投資者都預(yù)測在車載領(lǐng)域會(huì)有一個(gè)巨大的市場，但現(xiàn)在顯然還沒有成形。

隨著完全自動(dòng)駕駛的大規(guī)模推廣被擱置，ADAS是下一個(gè)希望。但許多OEM仍然在價(jià)格問題上卻步。唯一例外是長距LiDAR，它被認(rèn)為是確保高速公路脫手應(yīng)用中的車輛安全所必需的。

碰撞檢測

PreAct今年7月將推出第一款LiDAR。

PreAct通過專注于短距LiDAR而脫穎而出。CEO兼創(chuàng)始人Paul Drysch說：“我們做的是近場flash LiDAR……我們專注于1英寸到20m、25m。”PreAct的LiDAR的幀率高達(dá)150幀/秒。Drysch表示，到2025年，當(dāng)目前的flash LiDAR中使用的運(yùn)行感知層的FPGA換成ASIC時(shí)，BOM將會(huì)降到45美元。

由于領(lǐng)先的長距LiDAR供應(yīng)商正在努力達(dá)到2,000美元的價(jià)格目標(biāo)，PreAct正在尋求授權(quán)給ZF、Continental或Denso等Tier1，并保證他們可以以“大約100-300美元（小批量）的價(jià)格銷售其LiDAR，并可從中實(shí)現(xiàn)盈利”。

今天，典型的LiDAR供應(yīng)商的Plan B是在自動(dòng)駕駛和ADAS之外的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用多樣化。對于PreAct來說，首要目標(biāo)是機(jī)器人和工業(yè)市場，以及近場ADAS應(yīng)用。

PreAct于2018年從Artis（一家軍事承包商）分離出來，尋求將Artis在DARPA陸軍特種武器項(xiàng)目中的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于民用市場，特別是汽車碰撞檢測。

基于在Artis的研究，Drysch解釋說：“我們知道什么是有效的，什么是無效的（在碰撞檢測方面）。我們也知道，汽車行業(yè)的做法對高速處理來說是行不通的。”

PreAct的任務(wù)是使其LiDAR在近場以非常高的幀率工作，以低廉的價(jià)格使每輛汽車都能使用它。Drysch指出，PreAct繼承了Artis的專長，而且它還“擁有Artis開發(fā)的一些關(guān)鍵IP的許可，僅用于商業(yè)目的”。

PreAct到底從Artis那里學(xué)到了什么？Artis一直在開發(fā)主動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)。Drysch說：“它們基本上是安裝在輕型裝甲車或坦克上的基于傳感器的系統(tǒng)。它們檢測到來襲的導(dǎo)彈，并會(huì)提前將其擊落。因此，它的運(yùn)行速度非常快……每秒的幀數(shù)非常驚人。然后，他們提供邊緣處理，因?yàn)樵谶@樣的環(huán)境中沒有時(shí)間來回發(fā)送信息。”

利用Artis的經(jīng)驗(yàn)，Drysch說：“我們開始嘗試為近場傳感構(gòu)建一個(gè)更好的傳感器。”

低價(jià)且軟件定義

這位CEO說，PreAct的LiDAR架構(gòu)很簡單。“我們使用現(xiàn)成的ToF傳感器和LED發(fā)射器。使用現(xiàn)成的硬件可以大幅削減成本。”

他補(bǔ)充說，更重要的是，該架構(gòu)的簡單性使PreAct能夠設(shè)計(jì)出“業(yè)界第一款軟件定義的LiDAR”。

通過軟件定義，Drysch的意思是，雖然像素?cái)?shù)保持不變，但技術(shù)可以改變，包括像素的處理和波長。他說，有可能“增加波形調(diào)制和其他技術(shù)，逐漸提高性能，并實(shí)現(xiàn)更多的功能”。

隨著OEM正在朝著軟件可OTA的方向努力，傳感器供應(yīng)商也在考慮如何提供相同的服務(wù)。去年秋天被Ambarella收購的雷達(dá)算法公司Occuli，也在宣傳軟件可升級的傳感器。

Drysch指出，雷達(dá)的軟件升級要比LiDAR容易。LiDAR技術(shù)與更復(fù)雜的硬件緊密相連，如掃描激光器。然而，PreAct特意選擇了一個(gè)更簡單的架構(gòu)，使其LiDAR的軟件可定義。

PreAct與ToF傳感器無關(guān)。但今天，它正在與ESPROS合作，這是一家瑞士的光電技術(shù)公司，生產(chǎn)基于CCD的ToF。Drysch說：“與CMOS相比，CCD相當(dāng)便宜，而且它的量子效率高得多，在陽光下運(yùn)行得更好。”

感知層

PreAct認(rèn)為自己是一家軟件公司，他們將制造進(jìn)行外包。然而，它的目標(biāo)是授權(quán)自己的技術(shù)，遵循類似Mobileye的商業(yè)模式。

Drysch說，起初Mobileye也制造攝像頭/視覺處理器盒子，但最終放棄了這項(xiàng)業(yè)務(wù)。現(xiàn)在，它的商業(yè)模式是出售芯片和數(shù)據(jù)。Mobileye的客戶必須購買Mobileye的軟件或運(yùn)行其軟件的SoC。Drysch說，這也是PreAct想做的事。

PreAct的軟件涵蓋圖像處理和LiDAR邊緣使用的感知算法。Drysch說：“PreAct提供各種算法，以跟蹤物體，確定碰撞時(shí)間，檢測即將發(fā)生的碰撞，并根據(jù)客戶的需要執(zhí)行其他任務(wù)。”

PreAct T30P LiDAR的框圖

PreAct將推出T30P和T10兩個(gè)版本的LiDAR。7月即將推出的T30P配備一個(gè)感知層。計(jì)劃在今年晚些時(shí)候推出的T10則沒有感知層，會(huì)更便宜，迎合那些喜歡使用自己的感知技術(shù)的OEM或Tier1。在T30P中，感知層將由FPGA（低端的AMD/Xilinx Zynq）處理。T10使用一個(gè)微控制器。

不過，從FPGA到ASIC的轉(zhuǎn)換還沒有開始。

近場LiDAR的應(yīng)用

今天的車載LiDAR是根據(jù)探測距離分類的（探測距離、分辨率和FoV）。車廠根據(jù)應(yīng)用選擇LiDAR，中距或長距。

那么，近場LiDAR的殺手級應(yīng)用是什么？

Drysch說：“預(yù)碰撞響應(yīng)、自動(dòng)車門啟動(dòng)、自動(dòng)泊車、地面和空中機(jī)器人、工業(yè)系統(tǒng)。所有這些都需要快速、準(zhǔn)確和高分辨率的傳感器，能夠在所有環(huán)境條件下可靠地定義和跟蹤物體。”

以碰撞前傳感為例。

Drysch說，PreAct正在與一家日本OEM合作開發(fā)側(cè)面預(yù)碰撞傳感技術(shù)。“如果你在事故中即將被車輛撞倒，PreAct的LiDAR會(huì)提前看到情況，并在碰撞發(fā)生前迅速收緊安全帶，就能在碰撞中減少危險(xiǎn)。”

Drysch補(bǔ)充說，PreAct的近場LiDAR還可以支持泊車輔助和自動(dòng)泊車。“它可以進(jìn)行盲點(diǎn)預(yù)警。因此，當(dāng)你駛?cè)胲嚵鲿r(shí)，它可以提醒你有汽車駛來或有騎自行車的人。”

PreAct近場LiDAR的應(yīng)用

它還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)車門啟動(dòng)（automatic door actuation），為可能無法下車的乘客自動(dòng)安全地打開車門。Drysch說：“這聽起來可能非常容易，但你需要確保車門不會(huì)撞到馬路牙子、電線桿、垃圾桶、迎面而來的車輛或騎自行車的人……所以車廠正在側(cè)后視鏡中安裝我們的LiDAR。”

雖然車廠基本上都配備了所謂的自動(dòng)車門啟動(dòng)，但Drysch指出，“OEM可以增加真正的路邊檢測，這實(shí)際上可以告訴你，‘你離路邊有3cm，你最好在刮到你的車輪之前停下來’。”

一些近場傳感應(yīng)用可以通過結(jié)合其他傳感器，如雷達(dá)和超聲波來實(shí)現(xiàn)。然而，Drysch認(rèn)為，超聲波或雷達(dá)的問題是分辨率非常低。這些技術(shù)可以告訴你有東西在那里，但不能告訴你它是什么或它有多大。Drysch說：“盡管幾乎所有的OEM都試圖開發(fā)自動(dòng)車門系統(tǒng)，但都失敗了。”