激光雷达的历史

1916年,爱因斯坦提出了光的受激发射理论,人类对激光开始有了认知。激光并不像红外线、紫外线之类的是某一波段的光的总称,而是有着精确的单一颜色和单一波长的光,相比由多种颜色、波长混合的自然光,激光有着亮度高、能量大、方向性好的特点。

 

直到1960年,人类研制出了第一台激光发生器,终于揭开了利用激光的序幕。根据发生器材料的不同,可以生成从紫外线(10-400nm)到可见光(390-780nm)到红外线(760-1000000nm)波段内的不同激光。

 

 

激光诞生之后便广泛应用在军事、医疗、通讯、工业、航空等各个领域,被认为是继核能、电脑、半导体之后人类最重要的发明之一。

 

而激光雷达的想法,也是在激光发生器诞生后立马就被考虑的一种用途。1969年7月美国第一次登月,在月球表面安装了一个类似镜子的后向反射器装置,在地球上向该装置发射激光,人类测得了精确的地月距离。

 

不过激光并没有停留在测距这一单一的用途上,密集的激光束可以将被测物体的每一个细节都精确的建模还原,很快便被应用在了测绘、文物保护、3D建模等领域。

 

 

应用最广泛的当然是测绘,将高精度的激光雷达安置在汽车、飞机甚至卫上可以对大范围的地形地貌进行精确的还原,并且激光可以穿过狭窄的缝隙,因此在植被覆盖的地表也能够探测到植被下方的详细地貌,这是其他测绘雷达等无法比拟的优势。

 

不过测绘对激光雷达的进度等要求很高,而市场相对而言并不是很大,因此激光雷达一直都在追求更好的性能,而价格也居高不下,早前Velodyne品牌的一套128线机械式激光雷达售价高达70万,而动辄百万以上的激光雷达也并不鲜见。

 

故事的转折发生在2005年,随着九十年代末人工智能的发展,自动驾驶概念也在飞速进步。

 

 

2004年,美国国防部高级研究计划局为了能够找到为军方打造无人驾驶汽车的解决方案发起了一项名为DARPA无人驾驶车挑战赛的比赛。参赛队伍中有一支来自音响品牌Velodyne,参赛的原因也很简单,创始人兼CEO David Hall为了打发”无聊”找的乐子。

 

David Hall改装了一辆带有全景摄像头皮卡参加了2004年的DARPA无人驾驶车挑战赛,并未能完赛。但也正是在这届比赛中,David Hall听说了一个新玩意——激光雷达。

 

随后,David Hall带领Velodyne制造一款360°旋转式激光雷达,而这一发明让Velodyne成为谈及自动驾驶绕不过去的一个名字,上市估值超过了30亿美元。

 

2005年年Velodyne带着装有激光雷达的无人驾驶参加了DARPA无人驾驶车挑战赛,成绩虽不理想,但却让Velodyne名声大噪。

 

 

2007年,第三届DARPA在美国西部加利福尼亚州维克多维尔的乔治空军基地举办,在53支报名队伍中,11支通过了资格测试,7支车队跑完了全程,而完赛车队中有6支搭载了激光雷达。

 

而此时,音响起家的Velodyne已经成为了专业的激光雷达制造商,并推出了其知名的64线激光雷达产品。2010年,开始布局无人驾驶汽车的谷歌也选用了Velodyne提供的激光雷达。

 

随着Velodyne的崛起和无人驾驶汽车配备激光雷达的前景被看好,越来越多的企业开始了车载激光雷达的研发,涌现出了Velodyne LiDAR、Luminar、Ouster、法雷奥、禾赛科技、华为、大疆览沃、图达通等一众激光雷达头部企业,激光雷达的成本也开始大幅度降低。

 

 

在谷歌开始自动驾驶项目后,全球涌现出了大量的自动驾驶研发的企业,包括百度、Uber、Cruise、文远知行、小马智行等等。而这些企业无一例外的选择从L4级无人驾驶开始着手,自己打造测试车在法规限定的区域进行测试。

 

由于尚未涉及量产,因此对于所搭载的激光雷达也没有车规级要求,而高昂的成本本身也尚不是严重的问题。

 

2015年,特斯拉宣布推出AutoPilot,率先拉开了L2+、L3级自动驾驶在量产车型上的大规模普及进程。由于当时激光雷达仍然价格高昂,马斯克提出了纯视觉的自动驾驶方案,摒弃了昂贵的激光雷达。纯视觉与激光雷达的路线之争也由此开始。

 

 

2018年,全球领先的汽车零部件供应商法雷奥发布了全球首款车规级激光雷达——Valeo SCALA,随后率先搭载在全新一代奥迪A8上。

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作者 aibang