雷射雷達：智能汽車的下一仗？

原創：賈桂翀/許沁佩

智能汽車

最近資本市場，新能源「三傻」在大鬧華爾街，網際網路上也十分熱鬧，馬斯克何小鵬兩位創始人在社交平臺上吵了起來。

11月20日，在廣州車展上，小鵬汽車發布了一款「鵬翼版」全新P7，其CEO何小鵬透露明年將推出全球首款搭載雷射雷達的量產智能汽車。當晚馬斯克就在Twitter上嘲諷小鵬汽車軟體模仿特斯拉，隨後何小鵬則在微博強硬回懟，聲稱要將特斯拉打得找不著東。

去年馬斯克還吐槽「雷射雷達就像人身上長了一堆闌尾，闌尾本身的存在基本是無意義的」，「任何依賴雷射雷達的公司都可能無疾而終」。按理說，雷射雷達已經不在馬斯克的視野範圍內了，為何卻在這個時候因為雷射雷達而親自上陣懟小鵬汽車呢？

有趣的是，在汽車圈子之外的華為也開始密集釋放關於量產車規級雷射雷達的消息。在今年廣州車展期間，華為智能汽車解決方案BU總裁王軍接受媒體採訪時表示，華為的雷射雷達已經成為車企搶購的爆品，並考慮在近期做一個雷射雷達產品的整體發布。

為何馬斯克要因為雷射雷達打口水仗，為何巨頭們紛紛盯著雷射雷達？這都要從汽車的智能駕駛說起。

在《速度與激情8》中，大反派查理茲·塞隆為了搶奪核武器發射裝置，用高科技黑入汽車智能駕駛系統，使得上千輛無人汽車組成了一支龐大的「殭屍車」軍團，在街頭攔截俄國國防部長的專車，汽車巨浪在街頭洶湧前進，畫面震撼。

那智能駕駛究竟怎樣實現的呢？

簡單的說，就是給常規車加上智能駕駛模塊，再連上通信網絡。這個模塊主要有三大核心功能：環境感知—計算決策—控制執行，分別對應於人的「眼睛-大腦-神經」。

它們的功能執行邏輯也很簡單，非常像人類：走在路上，首先眼睛發現對面走來了一個人，然後大腦去決策怎麼躲避這個人，最後是神經驅動肢體去繞開這個人。

智能汽車的眼睛主要是由攝像頭、雷射雷達、高精度地圖、GPS定位等構成，主要負責收集車身周邊信息，確定車輛的位置。

智能汽車的大腦是在收到了眼睛傳來的數據信息後，通過計算晶片+感知算法，去識別交通狀況，然後分析計算出最優的路線。

智能汽車的神經是基於大腦給出的決策結果，對制動系統、轉向系統、電機系統等下達指令，控制車輛運行狀態，執行駕駛路線。

而馬斯克和何小鵬的爭論點在於：應該主要用什麼來當眼睛，雷射雷達還是攝像頭？

視覺方案模仿的是人眼，主要是靠「看」，相當於一個二維照相機。雷達方案模仿的是蝙蝠，是立體的「掃」，相當於一個三維照相機。

視覺方案的好處在於，已經相對成熟。以攝像頭主導、配合毫米波雷達等低成本元件，構成純視覺計算，可以滿足當前L2級自動駕駛的需求，典型代表就是特斯拉。

但攝像頭拍下來的畢竟是二維圖像，相比三維信息更難挖掘，需要更強大的算法、大量數據的訓練和更長期的研發投入，並且會存在精度、穩定性和視野等方面的缺陷，暫時無法滿足L3級以上的自動駕駛要求。

雷達方案可以創建出清晰的3D圖像，通常看得更遠，看得更清晰，抗幹擾能力也更強，可以滿足L3級以上的自動駕駛要求，但成本也更高。通常以雷射雷達主導，配合攝像頭、毫米波雷達等元件，典型代表為谷歌Waymo、國內的百度Apollo。

根據結構，雷射雷達分為機械式、固態式和混合固態式三種，可以說是傳統版、高配版和市場版三種路線。

機械式雷射雷達當前技術最為成熟，通過機械旋轉360°掃描的方式收集信息，所以轉得越快，收集的信息越多。但因為裡面機械部件太多，調試裝配複雜，生產周期長，成本很難降低，並且機械部件在真實路況下比較容易損壞，難以符合車規的要求。

固態式雷射雷達屬於「高富帥」版，分為OPA和Flash兩種，都不需要機械部件，但當前技術都不成熟。前者技術原理和戰鬥機的相控陣雷達類似，量產成本很高。後者原理是快閃，可以一次性完成對整個場景的3D繪製。兩者都是明日之星，現在汽車還高攀不上。

當前，混合固態雷射雷達是最有希望快速落地的方案，它把所有的機械部件集成到單個晶片上，通過電路來控制旋轉，所以雷達本身不需要大幅旋轉，真實路況下不容易損壞，量產能力大幅提高，在晶片摩爾定律助力下，未來量產成本有望降低至數百美元。

隨著未來自動駕駛技術的進一步普及，雷射雷達市場規模將會進一步擴大。諮詢機構Yole預計，2025年全球雷射雷達出貨量約470萬個，銷售額約61.9億美元。

雷射雷達看起來這麼美，為何各家車企卻並不見得對此有多狂熱呢？

說白了，現在車上裝雷射雷達，帳還是有點算不過來。

馬斯克曾說「雷射雷達，免費他都不用」，他想從算法上解決視覺信息的處理問題。

馬斯克

他的理由也很簡單，馬斯克認為車和道路都是為人類設計的，人的視覺加大腦處理信息的模式可以安全行駛，那麼自動駕駛也可以做到。雷達是人都不具有的感官，幹嘛要裝，這不是正常人拄拐杖，多此一舉嗎？

但更可能讓馬斯克看不上的原因是當前雷射雷達成本高昂，是視覺解決方案的十倍以上。以Velodyne的雷射雷達為例，16線束的雷射雷達需要約4千美元，64線束的更是高達8萬美元，相比之下，攝像頭自動駕駛的硬體成本才幾百美元。

一個雷射雷達價格頂的上兩輛Model3，這種燒錢玩意，馬斯克自然不感冒。

小鵬則在考慮打安全牌來和特斯拉競爭。小鵬聲稱之後要採用攝像頭+毫米波雷達+超聲波雷達+雷射雷達的融合方式來搞自動駕駛，簡單來說就是加滿裝備跑得更快更穩更安全。

可即使雷射雷達能滿足L3以上級別的自動駕駛要求，高昂的成本，小鵬汽車又該如何應對呢？

小鵬自己的答案是其一直在培養自己的供應商，通過提升訂單量可以大幅降低製造成本，也可以增強自己的議價能力。但除了這個答案之外，顯然華為的入局是一個不可忽視的外部變量。

就在小鵬和特斯拉互懟之際，華為也透露在研究雷射雷達，目標是短期內開發出100線的產品，並在未來將成本降至200美元，甚至100美元。華為輪值董事長徐直軍還聲稱，「特斯拉現在能做到的事情，我們都能做到」，正在將華為的兵團作戰應用於雷射雷達。

簡單的說，小鵬直接挑戰低價雷射雷達可能有點懸，但華為的入局讓這場爭論出現變局。

此外，今年8月大疆宣布可以量產千元級別車用雷射雷達，適用於L3、L4級別自動駕駛。Horizon和Tele-15的價格分別只要6499和9000元，相比於Velodyne的幾萬、幾十萬元已經非常便宜了，這可能也是小鵬的底氣來源。

如果未來一兩年雷射雷達價格大幅下降，「免費也不用」的特斯拉仍然繼續堅持自己的視覺方案，可能真夠馬斯克喝一壺的。

當然雷射雷達也不是完美的，應用中也存在著不足。比如大霧和大雨會減弱雷射信號的強度，精度會下降，並且現在的雷射雷達的點雲是基於幾何呈現的，雖然能分辨出形狀，但卻不能辨別顏色和紋理等，這意味著雷射雷達還無法區分紙袋和石頭的不同。

雷射雷達配合其他傳感器的整體方案可能才是應用方向。

在智能駕駛產業鏈的三個層面中，環境感知主要對應的是攝像頭、雷達（包括超聲波、毫米波、雷射雷達）；計算決策主要對應的是計算晶片、感知算法、高精地圖、通信技術等方面；而控制執行則是制動系統、轉向系統、電機系統等方面。

海外廠商存在先發優勢，國產勢力也正逐步崛起。美國Velodyne一馬當先，今年已經成功上市，國內市場也在百花齊放，競相準備IPO。

智能汽車是硬體+軟體的結合，當前世界的頭號玩家就是中美兩國。特斯拉與中國新勢力的競爭，也是中美硬體、軟體科技人才的競爭，也是美國開放合作和中國大兵團作戰的競爭。

圍觀一場CEO直接的口水戰，固然樂趣十足，但背後的技術路線之爭，才會給我們的生活帶來更深遠的改變。

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