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Waymo Honeycomb,激光雷达领域的另类!

传感器也要清洗?

通过百万英里的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,传感器看到和检测物体的能力在退化。

Waymo的解决方案是:首先,知道什么时候清洗传感器。第二,设计用户友好,易于清洁的传感器。感应能力的下降,在各种不同道路条件下它能看到和探测到的物体有多远,直接影响到AV的安全性。

绕轴旋转

大多数行业分析师认为,过去几年涌现的70多个激光雷达初创企业中,有许多不太可能在Covid-19经济中生存下来。公共卫生危机加剧了这样一个现实,即商业AV的到来不再像曾经预测的那样迫在眉睫。

在困难的环境下,尚未被收购的激光雷达开发商必须调整他们的战略。一些公司已经在努力使他们的技术更适合设计成ADAS汽车(而不是机器人出租车),或者被工业机器人市场所接受。总部位于西雅图的初创公司Lumotive就是一个很好的例子,它正在三管齐下,将智能手机激光雷达芯片添加到产品路线图中。

Waymo财力雄厚,它不是在为生存而战。但它正在为其激光雷达技术探索一系列新的非av市场。Verghese表示,蜂窝式激光雷达不仅在农业、土方工程、建筑设备和采矿等市场上独树一帜。这种应用依赖于“强度和耐用性”。

例如,工业领域需要一种足够可靠的激光雷达来探测路径上的碎片,而不需要对特定的物体进行分类。激光雷达会告诉你,“我不知道那是什么,但最好不要从上面跑过去。”

他指出,同样的原理也适用于夜里从卧室走到厨房。你在黑暗中通过接触墙壁和测量距离来找到你的路。Verghese解释:“当你感觉到地板上有什么东西的污迹时,你会避免踩到它。”

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,规模经济会降低每个传感器的成本。

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Waymo要做的大事。只要它是唯一的客户,用激光雷达测试自己的AV测试车辆,Waymo就不必担心这些意外事件。

不过,有一件事是肯定的。Waymo“对理解它的激光雷达的所有不同的用例很感兴趣。换句话说,尽管Waymo专注于在汽车市场上使用激光雷达,但他们非常希望了解如何使激光雷达及其相关软件更适用于工业机器人、仓库机器人和安全等特定的非汽车应用。为此,Waymo将与合作伙伴密切合作。

相干激光雷达的出现

许多激光雷达公司对使用MEMS微扫描器或SPAD(单光子雪崩二极管)阵列进行新的激光雷达设计,Waymo除了机械激光雷达外还有什么计划?

Verghese表示,许多技术选择都在谈判桌上。“我们非常清楚并密切关注”各种新技术的发展。Waymo继续与谷歌的内部技术开发活动紧密联系。例如,蜂窝激光雷达的基础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”是一种未来的技术选择。

今天的激光雷达,包括Waymo的Honeycomb,都是脉冲系统。而相干激光雷达的方法是调频连续波(FMCW)雷达。

这种相干测距,即调频连续波FMCW雷达。很简单就是光源、耦合器、上位机,然后采集。”该方案发的信号是连续波,频率是线性的周期,调频的一个频率,也就意味着发射的频率和接收的频率有一个差异,这个差异可以通过光学的混频探测探测到它两个波的差,通过频率做一个转换就可以换算出距离,原理其实也不复杂,它增加的模块主要是光学处理部分。这其中的关键技术包括;激光调频技术,收发光学技术,相干接收技术,然后信号解析算法。

连续波操作的优点包括能够直接检测速度和高分辨率范围。然而,最大的挑战是,这样的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形式因素下,才可大量生产。

这就是硅光子学的作用。理论上,硅平台可以在可伸缩的高容量制造过程中实现硅芯片上的光学集成,从而实现芯片级的固态激光雷达。

Verghese承认谷歌已经对硅光子学达到了专业水平,因为谷歌认为它是使光通信的大型线卡变得更小的关键。

相干系统被认为能提供更好的性能——包括单脉冲速度测量和对其他光源干扰的免疫力。尽管这些进展仍在研究。

分析师如何看待Waymo

我们对Waymo的采访提供了一些关于Waymo激光雷达发展方向的看法。但撇开Waymo的雄心不谈,我们还远不清楚Waymo在商业上与Honeycomb会有多大的竞争力。

记者向Yole Developpement的技术和市场分析师Alexis Debray询问了近几个月激光雷达市场的情况,以及Waymo的发展预测。

Debray观察到,对于汽车激光雷达,供应链上的许多公司“正准备在2021年到2023年之间推出产品。”奥迪目前正与法雷奥(Valeo)、Innoviz与麦格纳(Magna)和宝马、Luminar与沃尔沃、Velodyne与现代Mobis等公司合作。

Debray强调,Waymo并不孤单。“许多公司也为工业应用和自动驾驶汽车(自动出租车和自动穿梭车)开发了激光雷达。”

他指出:“这使得激光雷达的价格降到几千美元,而三年前的价格是几万美元。”这种激光雷达“性能更好,体积更小,可靠性更高”。“因此,激光雷达在越来越多的应用中被使用和测试——包括工厂车辆、安全、智能交通系统、防御和其他。”

鉴于Honeycomb的性能和价格的公开信息很少,Debray指出,“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,他们已经进行了长达数百万英里的操作测试。”

但这并不意味着Waymo就能一帆风顺。Waymo“在不同的工业应用需要许多不同的规格时,只提供一种模式。”

在Debray看来,“其他激光雷达公司提供了许多模型,甚至可定制。例如,Ouster提供大约50种不同型号,都基于相同技术,但有不同的范围、视野和分辨率。此外,为了扩大工业市场,Waymo必须与数百个不同的客户进行接触和互动。他们似乎已经在忙着Waymo One了。”

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