上圖為 Ouster 激光雷達(dá)產(chǎn)品對于自動駕駛來說，車載激光雷達(dá)的重要性不言而喻，這一領(lǐng)域也吸引了大批玩家蜂擁而入。
然而，目前車載激光雷達(dá)面臨著難量產(chǎn)、高成本等多重困境，加之市場競爭激烈，去年 8 月，以色列激光雷達(dá)明星企業(yè) Oryx Vision 宣布關(guān)閉；去年 12 月，激光雷達(dá)元老級企業(yè) Velodyne 縮減銷售規(guī)模，不再在中國直接銷售產(chǎn)品。
一方面是激流勇退，一方面是逆流而上。
今年 4 月初，Ouster 于中國蘇州開設(shè)新辦公室，助力于其在華業(yè)務(wù)的進(jìn)一步擴(kuò)張。
相比起在激光雷達(dá)領(lǐng)域深耕十余年的 Velodyne，2015 年成立的 Ouster 顯得十分年輕，但其研發(fā)實(shí)力卻不容小視，公司兩位創(chuàng)始人 Angus Pacala 和 Mark Frichtl 之前均為 Quanergy 的核心工程人員。
包括今年 CES 上發(fā)布的超廣角激光雷達(dá) OS0 和遠(yuǎn)距離激光雷達(dá) OS2，以及去年發(fā)布的中距離激光雷達(dá) OS1 在內(nèi)，目前，Ouster 所有型號的傳感器均已量產(chǎn)，使用場景覆蓋自動駕駛、無人機(jī)、安防等多個領(lǐng)域。
能夠“旋轉(zhuǎn)”的“固態(tài)激光雷達(dá)”
早些年，市場對機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)的需求更為急切，現(xiàn)如今，隨著相關(guān)技術(shù)逐漸成熟，固態(tài)激光雷達(dá)已經(jīng)成為行業(yè)的新寵。但實(shí)際上，這兩種形態(tài)的激光雷達(dá)各有優(yōu)劣勢。
機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)經(jīng)過多年的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)相對成熟，與許多感知算法的融合度更高。不過，由于結(jié)構(gòu)笨重、運(yùn)動部件多，機(jī)械磨損可能性增大，可靠性和性能也會因此會受到影響；同時，成本十分高昂。
相比之下，固態(tài)激光雷達(dá)在體積、重量、性能、成本等多方面占據(jù)優(yōu)勢，但若要將現(xiàn)有的感知算法和傳感器方案從機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)遷移過來，技術(shù)層面的難度巨大。
如何才能在結(jié)合這兩種激光雷達(dá)優(yōu)勢的同時，又不進(jìn)行大規(guī)模的技術(shù)遷移？
在 Ouster 創(chuàng)立之初，Angus Pacala 和 Mark Frichtl 就在思考這個問題。盡管他們當(dāng)時選擇戰(zhàn)略性地研發(fā)機(jī)械式激光雷達(dá)，但他們希望能夠研發(fā)出一種全新的固態(tài)激光雷達(dá),即數(shù)字激光雷達(dá)。
所謂數(shù)字激光雷達(dá)，我們可以理解為一種能夠“旋轉(zhuǎn)”的“固態(tài)激光雷達(dá)”。這種創(chuàng)新性的思路巧妙地結(jié)合了機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)和固態(tài)激光雷達(dá)的優(yōu)勢，一方面降低了成本，一方面提升了性能。
隨著 Ouster 第一代激光雷達(dá)產(chǎn)品 OS1 的誕生，Angus Pacala 和 Mark Frichtl 的愿景初步實(shí)現(xiàn)。
今年 1 月，海內(nèi)外 40 多家激光雷達(dá)公司登上 CES 舞臺，Ouster 也帶來了其第二代激光雷達(dá)產(chǎn)品，包括超廣角激光雷達(dá) OS0 和遠(yuǎn)距離激光雷達(dá) OS2。盡管 Ouster 第二代產(chǎn)品與第一代采用了相同的核心技術(shù)，但性能卻實(shí)現(xiàn)了量級提升——OS0 和 OS2 最高都可提供 128 線分辨率，性能也提升了一倍。
具體來說，這兩款產(chǎn)品都有各自適用的場景。OS0 非常適合自動駕駛車輛、卡車環(huán)視、盲區(qū)檢測，以及室內(nèi)機(jī)器人等應(yīng)用場景；OS2 的探測距離被提升到了 240 米，滿足自動駕駛和無人機(jī)遠(yuǎn)程高速的感知需求。
上圖為 Ouster 亞太區(qū)負(fù)責(zé)人 Clement Kong
Clement Kong 對雷鋒網(wǎng)說道：
針對一些自動駕駛量產(chǎn)車型，Ouster 的相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)集成到了汽車擋風(fēng)玻璃后或是汽車前大燈中。不過，就目前階段而言，更多合作伙伴的自動駕駛汽車仍處于測試階段，這種情況下，Ouster 的激光雷達(dá)通常被安裝在車輛頂端或者車身周圍。
在今年 CES 大會期間，F(xiàn)lex G gate 公司展示的汽車的大燈中就安裝了 Ouster 的激光雷達(dá)。
此外，憑借著性能、可靠性和成本方面的表現(xiàn)，OS2-128 獲得了今年 CES 的創(chuàng)新獎。當(dāng)雷鋒網(wǎng)問及 Ouster如何平衡這三者之間的關(guān)系時，Clement Kong 給出了答案，他表示：
對于 Ouster 而言，平衡性能、可靠性和成本三者同樣重要。其中，在可靠性方面，我們在設(shè)計和生產(chǎn)產(chǎn)品時，以及最后進(jìn)行測試時，都會盡可能地遵循車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)。如果非要做出取舍，我們寧愿犧牲一些時間，晚一點(diǎn)再推出更符合預(yù)期的好產(chǎn)品，而不是選擇犧牲上述三者里的任意一個。
VCSEL+SPAD 解決方案
目前，固態(tài)激光雷達(dá)的主流技術(shù)路線有 MEMS、FLASH 和 OPA。Ouster 雖然選擇了 FLASH 路線，但它也有自己的創(chuàng)新之處。
以往，傳統(tǒng)的 Flash Lidar 會發(fā)射一面光墻來探測物體，這種方式雖易于開發(fā)，但當(dāng)泛光照明到一些“不必要”的區(qū)域時，會浪費(fèi)激光功率。Ouster 采用的 Multi-beam Flash（多光束閃光）核心專利技術(shù)則可以解決這一難題。通過這一技術(shù)，激光雷達(dá)可用精確光束而非泛光來照明整個場景并收集光線，從而提升激光雷達(dá)整體的效率。
目前，Ouster 的 Multi-beam Flash 已經(jīng)獲得了專利。
當(dāng)然，Ouster 最重磅的秘密武器還是要屬 VCSEL+SPAD 解決方案。VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）可以理解為一種激光器，它比其他激光器更小更輕，也更加便于制造，功耗低至幾瓦。
在 VCSEL 原有優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，Ouster 還對其進(jìn)行了定制化設(shè)計，將系統(tǒng)所需的激光器全部集成到同一顆半導(dǎo)體芯片之上，大幅度降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。相比之下，其他激光雷達(dá)需要在電路板上精密排布數(shù)十顆甚至數(shù)百顆昂貴的激光器芯片。
SPAD（Single Photon Avalanche Diode）則可以理解為一種新的光子探測器，具有單光子靈敏度、低噪聲和優(yōu)異的時間分辨率等眾多優(yōu)勢。與 VCSEL 一樣，Ouster 將系統(tǒng)所需的所有 SPAD 集成到單顆 ASIC 芯片中。
值得注意的是，Ouster 為了研發(fā)這款 ASIC 芯片注入了兩年的時間和心血，內(nèi)部將其稱為「Whitney」。
Whitney 的特殊架構(gòu)賦予了 SPAD 探測器強(qiáng)大的計算能力，幫助激光雷達(dá)在一秒鐘的時間里處理超過 1 萬億光子，產(chǎn)生 260 萬個數(shù)據(jù)點(diǎn)。
總而言之，VCSEL 和 SPAD 的解決方案讓原本復(fù)雜的激光雷達(dá)系統(tǒng)簡化成了兩顆集成了激光器和探測器的芯片，這樣基于全半導(dǎo)體的解決方案成本更低，而且整體的結(jié)構(gòu)牢固緊湊，不容易損壞。
Ouster 將上述結(jié)構(gòu)作為整體與旋轉(zhuǎn)裝置集成在一起，就能實(shí)現(xiàn) 360 度的掃描。如此一來，固態(tài)的激光雷達(dá)就“轉(zhuǎn)”起來了。
新工廠+新市場
據(jù) Clement Kong 預(yù)計，隨著 VCSEL 和 SPAD 技術(shù)的不斷發(fā)展，明年，Ouster 激光雷達(dá)產(chǎn)品最高的探測距離將達(dá)到 300 米，最高分辨率將達(dá)到 256 線。
此外，在車規(guī)級激光雷達(dá)面， Ouster 也有自己的節(jié)奏，比如盡可能地確保激光雷達(dá)每一個部件都是合規(guī)的，或者擁有極低的 PPM（零公里故障比例為百萬分之一）。
目前，Ouster 正努力朝著這一方向在前進(jìn)，并計劃于 2022 年通過 ISO26262 標(biāo)準(zhǔn)中的 ASIL B（D）等級評估。
另一方面，隨著 Ouster 在技術(shù)研發(fā)方面順風(fēng)順?biāo)瑯I(yè)務(wù)規(guī)模也不斷擴(kuò)大。在過去兩年里，Ouster 在歐美地區(qū)獲得了大量訂單。
因此，除了舊金山的工廠，Ouster 最近又在東南亞新開設(shè)了一家工廠，該工廠每個月可生產(chǎn)上萬個激光雷達(dá)。兩個工廠的產(chǎn)能加起來足以滿足客戶日益增加的需求。
關(guān)于 Ouster 的合作伙伴，Clement Kong 也向雷鋒網(wǎng)做了介紹。Ouster 目前擁有超過 600 個來自全球各地的合作伙伴，其中有 30% 來自自動駕駛領(lǐng)域。而且，Ouster 正在與歐美地區(qū)大型 OEM 展開緊密合作，在不久的將來，合作范圍就會輻射到中國地區(qū)的 OEM。
不過，近年來，中國激光雷達(dá)市場的競爭已經(jīng)進(jìn)入白熱化階段。
去年 12 月，激光雷達(dá)元老級企業(yè) Velodyne 收縮了在華業(yè)務(wù)；今年 1月，大疆旗下的 Livox 攜激光雷達(dá)產(chǎn)品正式入場；當(dāng)下，這一市場中還云集了禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、Innoviz 等國內(nèi)外重要玩家。
直面激烈的競爭是 Ouster 進(jìn)入中國市場不得不邁過的門檻。
就此，Clement Kong 也與雷鋒網(wǎng)展開了討論。他認(rèn)為，不僅是中國市場，放眼全球，激光雷達(dá)市場的競爭也十分激烈。激光雷達(dá)公司倒閉、裁員的事件時有發(fā)生，這在很大程度上要?dú)w因于公司業(yè)務(wù)萎縮而導(dǎo)致的資金流不足。
相比之下，Ouster 對自己的實(shí)力充滿信心。就在剛剛過去不久的三月，Ouster 在融資方面獲得了可觀的進(jìn)展，在 2020 年下半年，Ouster 還將會迎來新一輪融資。
對于本次落戶中國蘇州高鐵新城，Ouster 也有自己的考量。Clement Kong 表示，蘇州擁有開放的氛圍以及強(qiáng)大的人工智能生態(tài)，這些客觀因素都對高科技公司有著巨大的吸引力。在蘇州開設(shè)新辦公室后，Ouster 工程師將幫助客戶解決技術(shù)上的難題。
總而言之，對于 Ouster 來說，叩開中國市場的大門，對于其未來的發(fā)展規(guī)劃有著至關(guān)重要的意義，但今后如何在馬太效應(yīng)日益加劇的中國市場殺出重圍，需要更多的思考。
