固态激光雷达量产前夜

关上研究室的门，他看着凌乱的办公桌，转过身，没整理就拍下了电梯按钮。雷磊·蛯原姫奈想跳到街上，呼吸一下新年的空气。办公室几个月都没有亮灯。2019年的最后一天，同事们都在赶年夜饭，团队里人声鼎沸。好像人很久没有这么轻松过了。“新年快乐，”他对自己说。新年礼物已经接受了。新年假期第一天为了一份“新年礼物”，随着公司宣布固态激光雷达RS-LIDAR-M1 Simple(简易传感器版)已经正式接受1898美元订单的消息，整个团队再次进入忙碌的工作节奏，但每个人的状态都是肉眼可见的放松。看到这支年轻的R&D队的顽强精神，一大早就坐在车站的雷磊·蛯原姫奈百感交集。

RS-LIDAR-m1 2018年11月11日凌晨，RoboSense首席运营官马克在朋友圈发了一条消息:戴月回来了。今年双十一砍了一个大的。两个月后，RoboSense宣布法雷奥激光雷达项目的前核心人员雷磊·蛯原姫奈加入该公司。这位深度参与全球首款量产车载激光雷达的资深专家，将出任R&D副总裁兼德国办事处总经理。官方报告中明确描述了他的任务:负责激光雷达产品量产的推进工作。当时，作为一家很少在固态激光雷达上投入巨资的创业公司，RoboSense已经做了很多努力:2017年下半年，第一个Demo已经完成并公开；2018年1月9日，拉斯维加斯，M1pre亮相CES作为全球唯一的MEMS固态激光雷达；2019年1月8日，CES再次冲刺，A样机落地，获得“CES创新奖得主”荣誉。在该公司看来，这款M1接下来最困难的任务就是完成量产。对于同期加入的雷磊博士，他感兴趣的是RoboSense算法、芯片和激光雷达硬件的布局:“其实我看好MEMS激光雷达的前景。但最先打动我的是，我作为法雷奥员工与RoboSense交流时，看到了团队对算法的积累，真的很好。当时和我在一起的法雷奥的R&D主管也评论说:非常非常非常惊人。连续用三个‘非常’。”创业公司发展强劲，德国资深行业专家——甜蜜婚姻。危机爆发为了加快量产的步伐，雷磊和公司管理层讨论了实施敏捷开发实现产品快速更新迭代的方式:即变传统的串行R&D为并行，变大团队为小团队，一起跑。“三个月迭代一个版本”在汽车领域几乎是不可能的。而这个年轻的团队已经成功实现了几个版本。事实上，为了争分夺秒地完成迭代，并兼顾客户对高性能、低成本、高稳定性和可制造性的多方位要求，这种敏捷开发系统在某种程度上确实取得了一些可喜的进展:光学模块实现了高度集成，使M1的零件数量从传统机械激光雷达的数百个减少到不到20个，从而降低了M1的材料和组装成本，并将加工时间缩短了几个数量级。考虑到大规模生产能力，团队开始在“自动校准”上做文章:将过去几个小时的校准时间缩短到几分钟，在最终量产时缩短到1分钟以内。相比之下，传统的机械旋转产品需要几个小时，并且无法保证一致性。性能从每一次迭代都有了很大的飞跃，测距能力从80m到150m，精度从20cm缩短到10cm，再到5 cm。一切都和计划的一样好。正当意气风发的团队沉浸在冲刺中的时候，车规的量产设计被冻结了，危机很快就来了。“真的经历了很难过的一段时间。”谈到最深的感受，雷磊坦言:“前面太顺利了。这个项目三年来没有一次延期，但在最后一次迭代中被推翻了。”现在回想起来，雷磊说当时团队几乎开发出了一款新产品——尺寸缩小了一半，探测距离需要增加一倍，精度需要增加一倍，频率需要增加1/3。此外，算法芯片必须集成。“要机器花了三个月，我们真的太自信了。”

随着客户交付时间的临近，团队开始充满焦虑。每个成员都高度紧张，直到原定交货时间的前一周，产品的某些性能仍无法达标。营销团队每天都在督促项目组按照计划时间向客户交付迭代产品，后者拼命加班，质量和功能安全团队却不放松流程。“大家都迷恋这个实力:这个产品都成牛X了，简直是笑话。”雷磊笑着说:“还好，功夫不负有心人，玩笑开得不算太大。虽然有一些小延迟，但客户特别理解，我们非常感谢他们的耐心。”

2020年1月2日可能是革命性的产品。元旦第一天，RoboSense通过官方微信官方账号公布了进展——125线固态激光雷达RS-LiDAR-M1 Simple，售价1898美元:体积尺寸再次减半，硬件性能再次大破；经过三年多的投入，这款汽车级固体激光雷达已经完成了SOP之前的主要设计冻结，性能趋于与OEM量产车型定制的产品一致。在CES上，全球首款固态激光雷达RS-LIDAR-M1智能正式亮相:一款基于MEMS固态激光雷达方案的智能激光雷达RS-LiDAR-M1智能(智能传感器版)，革命性地将激光雷达点云算法嵌入到激光雷达的硬件体中，彻底激活了激光雷达能力。它颠覆了传统激光雷达硬件“信息采集器”的定义，升级为“信息理解器”，成为软硬一体的智能传感器，实时处理外界信息，输出目标列表。在官方介绍中，新品有以下亮点:最大视场:RS-LiDAR-M1的视场为120 * 25，是目前全球已发布产品中视场最大的MEMS固态激光雷达；最大探测距离:RS-LiDAR-M1的探测能力为150m@10%，是世界上MEMS固体激光雷达最大的探测距离。垂直125线:RS-LiDAR-M1在25°的垂直视场角下具有125线的扫描效果，其线束堪比目前全球已发布产品中线束最高的机械式LiDAR(128线)；最小尺寸:RS-LiDAR-M1结构紧凑，体积较上一版本再次缩小一半，仅为传统64线机械激光雷达体积的十分之一。目前，M1是世界上最小的MEMS固态激光雷达。最智能:RS-LiDAR-M1智能版建立了从传感器硬件到AI点云算法再到芯片的完整系统闭环，可以端到端实现客户环境感知的功能需求，输出目标列表和原始数据两种信号；至于性能细节，新品的宣传重点是“高稳定性和可靠性”——其中，MEMS振镜是核心器件，根据AEC-Q100标准并结合MEMS振镜的特性设计了十组验证测试，涵盖了温度、湿度、封装工艺、电磁兼容性、机械振动/冲击、寿命等多方面的验证。目前所有原型机的累计测试时间已经超过10万小时。官方称，目前运行时间最长的原型车已经运行了300多天，所有原型车的总行驶里程已经超过15万公里。测试了不同光照和风速下的雨雾特性，各项功能指标均未发现衰减。作为一种固态激光雷达，RS-LiDAR-M1最大限度地减少了电机和轴承等可移动机械结构带来的磨损，也消除了光电器件因机械转动而可能出现的故障。内部结构布置更加合理，相比机械式激光雷达提高了整体散热和稳定性。官员们还发布了在奥地利维也纳不同光照和风速条件下RS-LiDAR-M1的雨雾特征图片。目前，RS-LiDAR-M1的主要设计目标已经达标，最终量产的RS-LiDAR-M1将可适应各种天气条件和工作条件。

上面的故事只是一个缩影。整个行业大戏从15年前就开始了，现在正走向高潮...激光雷达推向风。2005年10月8日，在第二届DARPA挑战赛中，参赛者在激光雷达的帮助下，首次跑完了全程比赛里程，这也宣告了自动驾驶的发展从此走出了“蛮荒时代”。获胜的Stanley团队选择了4台单线激光雷达作为“精细操作(当时有效测距只有10米)”的保障，正式拉开了自动驾驶与激光雷达紧密合作的序幕。威力登的创始人大卫·霍尔受到DARPA挑战的启发。这家来自美国的老牌音响公司摇身一变成为机械激光雷达的先驱，在自动驾驶的时代赚得盆满钵满。如果说在DARPA挑战赛中，自动驾驶和激光雷达“一见钟情”，那么Waymo的出现将迎来蜜月期。“自动驾驶丹尼尔”已经从最初只购买威力登雷达项目逐渐转向开发一整套激光雷达组合。特斯拉的插曲也让双方深刻理解了对方的重要性。在自动驾驶快速发展的道路上，全球数百个R&D团队历经艰辛，激光雷达的地位已经初步确立，常被从业者视为“自动驾驶皇冠上的明珠”。人们赋予了它重任:将无人车的安全指数从“99%提升到99.9999%”，兑现自动驾驶对人类安全的最后承诺。威力登机械激光雷达一度成为市场上的“孤儿”。那是2016年，恰逢自动驾驶在中国爆发，需求激增。截至4月底，威力登已经完成了亚太地区的销售目标。后来，为了获得自动驾驶方面的硬件优势，百度甚至在当年花了大价钱，联手福特向这家老牌音响公司投资1.5亿美元，只为换取优先供货权。但是，垄断本身就是一个很难的命题。尤其是在一个全新的、疯狂成长的领域，在一个需求远大于供给的市场，在一个还处于起步阶段、十年几乎没有根本更新的技术。当这些“特殊”因素凑在一起，就是撬开前人硬壁垒的最好时机。像激光雷达一样精确，也是如此。2019年8月，威力登在美国正式起诉两家中国激光雷达创始公司“侵权”:何塞科技和速腾聚创；2019年12月，威力登正式决定在中国北京办公室裁员20余人，包括直销团队和部分技术支持团队，有传言称其IPO已经终止；熟悉而敏感的读者自然会察觉到，另一股力量正在悄然崛起。中国激光雷达厂商凭借不可抗拒的性价比优势抢占了不少市场份额。吉利、一汽、SAIC、菜鸟、AutoX、文远智行、JD.COM、百度、途胜、新石器、高仙、Nuro、Zoox、lyft、...金光闪闪的队伍都换成了国产激光雷达。“一机难求”的强势局面被彻底打破。在过去的五年中，中国初创公司的参与打乱了市场结构，竞争真正促进了行业的发展。

在市场还处于前期的时候，大部分玩家还在观望。只有当激光雷达的价格与毫米波雷达和相机相当时，他们才愿意买单。主机厂从“奥迪A8配备激光雷达”的脑热中冷静下来，开始仔细测试水上激光雷达产品，并逐步将其添加到自动驾驶系统和各种应用场景中，以衡量这种昂贵的传感器对安全冗余的加成，避免特斯拉的各种安全事故。在“跨越式”开发阵容中，以RoboTaxi等高级自动驾驶玩家为主的主流玩家更倾向于选择传统机械产品。但无论从价格还是车规可靠性的角度，机械式注定是开发前的版本，市场永远是饱和的。这两年大家一直在争论MEMS，Flash，OPA路线。对于车队的大规模扩张，固守机械旋转式激光雷达的方案，势必会面临高昂的装载成本，以及后续稳定性和可靠性低带来的安全风险和维护成本。对于主推L3乘用车的主机厂来说，更不可能接受高成本和潜在风险。关上研究室的门，他看着凌乱的办公桌，转过身，没整理就拍下了电梯按钮。雷磊·蛯原姫奈想跳到街上，呼吸一下新年的空气。办公室几个月都没有亮灯。2019年的最后一天，同事们都在赶年夜饭，团队里人声鼎沸。好像人很久没有这么轻松过了。“新年快乐，”他对自己说。新年礼物已经接受了。新年假期第一天为了一份“新年礼物”，随着公司宣布固态激光雷达RS-LIDAR-M1 Simple(简易传感器版)已经正式接受1898美元订单的消息，整个团队再次进入忙碌的工作节奏，但每个人的状态都是肉眼可见的放松。看到这支年轻的R&D队的顽强精神，一大早就坐在车站的雷磊·蛯原姫奈百感交集。

RS-LIDAR-m1 2018年11月11日凌晨，RoboSense首席运营官马克在朋友圈发了一条消息:戴月回来了。今年双十一砍了一个大的。两个月后，RoboSense宣布法雷奥激光雷达项目的前核心人员雷磊·蛯原姫奈加入该公司。这位深度参与全球首款量产车载激光雷达的资深专家，将出任R&D副总裁兼德国办事处总经理。官方报告中明确描述了他的任务:负责激光雷达产品量产的推进工作。当时，作为一家很少在固态激光雷达上投入巨资的创业公司，RoboSense已经做了很多努力:2017年下半年，第一个Demo已经完成并公开；2018年1月9日，拉斯维加斯，M1pre亮相CES作为全球唯一的MEMS固态激光雷达；2019年1月8日，CES再次冲刺，A样机落地，获得“CES创新奖得主”荣誉。在该公司看来，这款M1接下来最困难的任务就是完成量产。对于同期加入的雷磊博士，他感兴趣的是RoboSense算法、芯片和激光雷达硬件的布局:“其实我看好MEMS激光雷达的前景。但最先打动我的是，我作为法雷奥员工与RoboSense交流时，看到了团队对算法的积累，真的很好。当时和我在一起的法雷奥的R&D主管也评论说:非常非常非常惊人。连续用三个‘非常’。”创业公司发展强劲，德国资深行业专家——甜蜜婚姻。危机爆发为了加快量产的步伐，雷磊和公司管理层讨论了实施敏捷开发实现产品快速更新迭代的方式:即变传统的串行R&D为并行，变大团队为小团队，一起跑。“三个月迭代一个版本”在汽车领域几乎是不可能的。而这个年轻的团队已经成功实现了几个版本。事实上，为了争分夺秒地完成迭代，并兼顾客户对高性能、低成本、高稳定性和可制造性的多方位要求，这种敏捷开发系统在某种程度上确实取得了一些可喜的进展:光学模块实现了高度集成，使M1的零件数量从传统机械激光雷达的数百个减少到不到20个，从而降低了M1的材料和组装成本，并将加工时间缩短了几个数量级。考虑到大规模生产能力，团队开始在“自动校准”上做文章:将过去几个小时的校准时间缩短到几分钟，在最终量产时缩短到1分钟以内。相比之下，传统的机械旋转产品需要几个小时，并且无法保证一致性。性能从每一次迭代都有了很大的飞跃，测距能力从80m到150m，精度从20cm缩短到10cm，再到5 cm。一切都和计划的一样好。正当意气风发的团队沉浸在冲刺中的时候，车规的量产设计被冻结了，危机很快就来了。“真的经历了很难过的一段时间。”谈到最深的感受，雷磊坦言:“前面太顺利了。这个项目三年来没有一次延期，但在最后一次迭代中被推翻了。”现在回想起来，雷磊说当时团队几乎开发出了一款新产品——尺寸缩小了一半，探测距离需要增加一倍，精度需要增加一倍，频率需要增加1/3。此外，算法芯片必须集成。“要机器花了三个月，我们真的太自信了。”

随着客户交付时间的临近，团队开始充满焦虑。每个成员都高度紧张，直到原定交货时间的前一周，产品的某些性能仍无法达标。营销团队每天都在督促项目组按照计划时间向客户交付迭代产品，后者拼命加班，质量和功能安全团队却不放松流程。“大家都迷恋这个实力:这个产品都成牛X了，简直是笑话。”雷磊笑着说:“还好，功夫不负有心人，玩笑开得不算太大。虽然有一些小延迟，但客户特别理解，我们非常感谢他们的耐心。”

2020年1月2日可能是革命性的产品。元旦第一天，RoboSense通过官方微信官方账号公布了进展——125线固态激光雷达RS-LiDAR-M1 Simple，售价1898美元:体积尺寸再次减半，硬件性能再次大破；经过三年多的投入，这款汽车级固体激光雷达已经完成了SOP之前的主要设计冻结，性能趋于与OEM量产车型定制的产品一致。在CES上，全球首款固态激光雷达RS-LIDAR-M1智能正式亮相:一款基于MEMS固态激光雷达方案的智能激光雷达RS-LiDAR-M1智能(智能传感器版)，革命性地将激光雷达点云算法嵌入到激光雷达的硬件体中，彻底激活了激光雷达能力。它颠覆了传统激光雷达硬件“信息采集器”的定义，升级为“信息理解器”，成为软硬一体的智能传感器，实时处理外界信息，输出目标列表。在官方介绍中，新品有以下亮点:最大视场:RS-LiDAR-M1的视场为120 * 25，是目前全球已发布产品中视场最大的MEMS固态激光雷达；最大探测距离:RS-LiDAR-M1的探测能力为150m@10%，是世界上MEMS固体激光雷达最大的探测距离。垂直125线:RS-LiDAR-M1在25°的垂直视场角下具有125线的扫描效果，其线束堪比目前全球已发布产品中线束最高的机械式LiDAR(128线)；最小尺寸:RS-LiDAR-M1结构紧凑，体积较上一版本再次缩小一半，仅为传统64线机械激光雷达体积的十分之一。目前，M1是世界上最小的MEMS固态激光雷达。最智能:RS-LiDAR-M1智能版建立了从传感器硬件到AI点云算法再到芯片的完整系统闭环，可以端到端实现客户环境感知的功能需求，输出目标列表和原始数据两种信号；至于性能细节，新品的宣传重点是“高稳定性和可靠性”——其中，MEMS振镜是核心器件，根据AEC-Q100标准并结合MEMS振镜的特性设计了十组验证测试，涵盖了温度、湿度、封装工艺、电磁兼容性、机械振动/冲击、寿命等多方面的验证。目前所有原型机的累计测试时间已经超过10万小时。官方称，目前运行时间最长的原型车已经运行了300多天，所有原型车的总行驶里程已经超过15万公里。测试了不同光照和风速下的雨雾特性，各项功能指标均未发现衰减。作为一种固态激光雷达，RS-LiDAR-M1最大限度地减少了电机和轴承等可移动机械结构带来的磨损，也消除了光电器件因机械转动而可能出现的故障。内部结构布置更加合理，相比机械式激光雷达提高了整体散热和稳定性。官员们还发布了在奥地利维也纳不同光照和风速条件下RS-LiDAR-M1的雨雾特征图片。目前，RS-LiDAR-M1的主要设计目标已经达标，最终量产的RS-LiDAR-M1将可适应各种天气条件和工作条件。

上面的故事只是一个缩影。整个行业大戏从15年前就开始了，现在正走向高潮...激光雷达推向风。2005年10月8日，在第二届DARPA挑战赛中，参赛者在激光雷达的帮助下，首次跑完了全程比赛里程，这也宣告了自动驾驶的发展从此走出了“蛮荒时代”。获胜的Stanley团队选择了4台单线激光雷达作为“精细操作(当时有效测距只有10米)”的保障，正式拉开了自动驾驶与激光雷达紧密合作的序幕。威力登的创始人大卫·霍尔受到DARPA挑战的启发。这家来自美国的老牌音响公司摇身一变成为机械激光雷达的先驱，在自动驾驶的时代赚得盆满钵满。如果说在DARPA挑战赛中，自动驾驶和激光雷达“一见钟情”，那么Waymo的出现将迎来蜜月期。“自动驾驶丹尼尔”已经从最初只购买威力登雷达项目逐渐转向开发一整套激光雷达组合。特斯拉的插曲也让双方深刻理解了对方的重要性。在自动驾驶快速发展的道路上，全球数百个R&D团队历经艰辛，激光雷达的地位已经初步确立，常被从业者视为“自动驾驶皇冠上的明珠”。人们赋予了它重任:将无人车的安全指数从“99%提升到99.9999%”，兑现自动驾驶对人类安全的最后承诺。威力登机械激光雷达一度成为市场上的“孤儿”。那是2016年，恰逢自动驾驶在中国爆发，需求激增。截至4月底，威力登已经完成了亚太地区的销售目标。后来，为了获得自动驾驶方面的硬件优势，百度甚至在当年花了大价钱，联手福特向这家老牌音响公司投资1.5亿美元，只为换取优先供货权。但是，垄断本身就是一个很难的命题。尤其是在一个全新的、疯狂成长的领域，在一个需求远大于供给的市场，在一个还处于起步阶段、十年几乎没有根本更新的技术。当这些“特殊”因素凑在一起，就是撬开前人硬壁垒的最好时机。像激光雷达一样精确，也是如此。2019年8月，威力登在美国正式起诉两家中国激光雷达创始公司“侵权”:何塞科技和速腾聚创；2019年12月，威力登正式决定在中国北京办公室裁员20余人，包括直销团队和部分技术支持团队，有传言称其IPO已经终止；熟悉而敏感的读者自然会察觉到，另一股力量正在悄然崛起。中国激光雷达厂商凭借不可抗拒的性价比优势抢占了不少市场份额。吉利、一汽、SAIC、菜鸟、AutoX、文远智行、JD.COM、百度、途胜、新石器、高仙、Nuro、Zoox、lyft、...金光闪闪的队伍都换成了国产激光雷达。“一机难求”的强势局面被彻底打破。在过去的五年中，中国初创公司的参与打乱了市场结构，竞争真正促进了行业的发展。

在市场还处于前期的时候，大部分玩家还在观望。只有当激光雷达的价格与毫米波雷达和相机相当时，他们才愿意买单。主机厂从“奥迪A8配备激光雷达”的脑热中冷静下来，开始仔细测试水上激光雷达产品，并逐步将其添加到自动驾驶系统和各种应用场景中，以衡量这种昂贵的传感器对安全冗余的加成，避免特斯拉的各种安全事故。在“跨越式”开发阵容中，以RoboTaxi等高级自动驾驶玩家为主的主流玩家更倾向于选择传统机械产品。但无论从价格还是车规可靠性的角度，机械式注定是开发前的版本，市场永远是饱和的。这两年大家一直在争论MEMS，Flash，OPA路线。对于车队的大规模扩张，固守机械旋转式激光雷达的方案，势必会面临高昂的装载成本，以及后续稳定性和可靠性低带来的安全风险和维护成本。对于主推L3乘用车的主机厂来说，更不可能接受高成本和潜在风险。如果此时选择转向固态激光雷达，就意味着需要重新开发新一代方案，告别之前投入巨大的老方案。更糟糕的是，如果转向晚了，新方案的进度将落后于行业的步伐。因此，“何时去固”、“固到什么程度”、“固何时能取代机械市场主导地位”成为亟待解决的难题。故事中的RoboSense在2016年底选择申请MEMS固态激光雷达项目，其余玩家也在同期加入了“固态阵营”。在前沿技术发展方向不明确的情况下做出判断确实需要智慧和勇气，但这更像是一场豪——早在2012年就进入市场的OPA方案的开创者Qunergy，后来被爆“面临商业化困境”，但当时业界很少讨论双棱镜方案(Livox方案)。直到2019年年中，市场上有近百家专门从事激光雷达产品的公司。拥挤的赛道意味着你只有在参赛前才有机会争夺新时代排名。所有的激光雷达创新者都在经历这种九死一生的挑战，他们的雄心都指向了老一代产品的局限性，试图从传感器的上游帮助解决自动驾驶量产的问题。科技之美，在于创新的无穷力量。当变化如潮水般涌现时，无论过去的产品多么先进，优势也未必能持续。大变革时期，新旧势力的更迭，远不止是机械激光雷达的“老大哥”和“暴发户”之间。根深蒂固的“巨头”开始进入正面战场，他们的阵地在“机械激光雷达时代”和“固态激光雷达时代”之间来回摇摆。2019年底，随着威力登的撤离，机械激光雷达的竞争风暴开始平息。但新年第一天的钟声刚刚敲响，激光雷达行业又迎来了新一轮更猛烈的颠覆。当大家还没有从机械激光雷达硝烟弥漫的战场上回过神来的时候，高举“革命”大旗的固态激光雷达产品已经挥舞着大刀，奔向前线。

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2020年1月2日-2020年1月8日，CES开幕前后，固态激光雷达的“大新闻”纷至沓来:2020年1月2日，RoboSense宣布其智能固态lid……M1遥感激光雷达正在出售；2020年1月4日，博世宣布即将发布其固态激光雷达；2020年1月6日，DJI旗下激光雷达品牌Livox宣布推出新型固态激光雷达；Innovusion宣布推出新的激光雷达猎鹰；；2020年1月8日，Velodylne发布新型固态激光雷达Velabit

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