谷歌如何干掉激光雷达九成成本?

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谷歌如何干掉激光雷达九成成本?

今年1月8日,谷歌自动驾驶公司Waymo的首席执行官克拉夫茨克(Krafcik)在底特律北美国际车展前夕宣布,其自动驾驶系统的关键部件激光雷达的成本与项目开始时相比下降了90%,从7万多美元降至7500美元。

消息一出,业界普遍认为,重要零部件成本的大幅下降将极大地帮助谷歌加速其自动驾驶项目的商业化,甚至使自动驾驶产业大踏步前进。然而如此振奋人心的消息,Waymo却没有选择在CES期间发布,备受外界关注。在人们眼里,是相当微妙的感觉。

独立公司Waymo到底用了什么魔法把价格杀得这么惨?是什么让Waymo避开了CES的聚光灯?只是时间上的巧合,还是别的什么?

带着这些疑惑,智东西方求证,试图进一步探究Waymo发布会上提到的,演讲中没有透露的信息。

成本暴跌背后是假降价还是真创新?

谷歌最初使用的HDL-64E是激光雷达行业领先制造商威力登的顶级产品,具有64线激光规格和出色的性能。它利用发射激光、接收和反射的原理,描绘出周围的3D形状空,精度极高,甚至可以探测到人类百米范围内的细微动作。然而,高端性能的背后是高昂的价格,高达7.5万美元。再加上其他设备,谷歌每辆测试车的自动驾驶组件简直天价。在2012年的无人驾驶汽车峰会上,谷歌透露其自动驾驶汽车配备了15万美元的额外设备——是其测试车雷克萨斯RX450h价格的两倍多。

高昂的硬件成本成为了巨大的拖累,让谷歌无法承受。据国外媒体报道,谷歌在前年年底开始招聘工程师,进行自己的激光雷达研发工作。时隔一年多,这个一直没有发布任何消息的团队终于有了成果,拿出了两个分别负责探测远近区域的激光雷达,并将其成本降低了90%。

媒体都在鼓噪:自动驾驶即将普及。但事实真的是这样吗?

为什么谷歌降低了激光雷达的成本这么多,知止了解到三种可能性。

1.价格≠成本

根据国内自动驾驶公司的消息,激光雷达成本高的一大原因其实是垄断。在自动驾驶行业,雷达和摄像头提供的解决方案虽然价格低廉,但效果始终不如高端的激光雷达。为了保证安全和精度,大部分厂商往往使用顶级激光雷达。目前,最尖端的64线激光雷达只能由威力登生产,这使得其在高端激光雷达市场占据主导地位,缺乏竞争,下游厂商没有讨价还价的余地。所以实际情况是,虽然激光雷达成本高,但威力登依靠其垄断地位和“价格黑箱”,从下游厂商那里赚取高额利润。

所以,Waymo降低激光雷达成本不应该以7.5万美元的售价为基础,而应该与HDL-64E的制造成本相比较。但这涉及商业机密,能制造这种型号激光雷达的公司只有一家。信息透明度低,具体金额难以准确估算。

从这个角度来看,Waymo避开了汽车大厂CES,选择在底特律北美车展前夕宣布这一消息,或许是因为信心不足——东西没那么贵,90%其实是一个夸张的区间。

2.或者采用新技术。

但是,Waymo不选择CES,或许是想避开竞争对手,最大程度吸引媒体关注。在与清华大学一位自动驾驶从业者的交谈中,志东了解到了Waymo激光雷达降价的另一种可能——Waymo可能改变了技术路径,开发了一种固态激光雷达,比其原来的机械激光雷达更便宜。

机械式激光雷达的高成本很大一部分来源于其复杂的结构,其中有很多精密的光学元件,还有很多激光发射线(8,16,32,64等。)都是自动驾驶需要的。线路数量的增加大大增加了安装调试的难度。更何况目前还没有能应对这一任务的自动化生产机器,所有的机械式激光雷达都是由熟练工人一步一步手工安装调试。所以生产激光雷达需要大量劳动力,产能低得可怜。由于人工成本高,难以大规模自动化生产,机械式激光雷达价格居高不下。

正是这一点给了一个公司机会。德国初创企业Quanergy看中了激光雷达的光明前景,独辟蹊径,绕过复杂的机械结构,转向静态、量产的“固态”激光雷达。固态激光雷达通过类似于相控阵雷达的技术,调整激光相位的发射阵列来改变激光的角度,实现电磁方式的扫描。就像宙斯盾上的相控阵雷达,不需要旋转就可以完成探测。

固态激光雷达直接将发射、接收和处理部件集成在一个芯片上,可以直接与成熟的微电子产业合作,进行大规模、自动化生产。

Quanergy生产的8线固态激光雷达S3直接把价格降到了300美元以内,体积也大大缩小,甚至可以直接嵌入车身。但是还有其他的技术难点,使得高性能的64线固态激光雷达无法问世。

Waymo突然宣布这次要大幅降低成本。可能是它在固态激光雷达的技术上取得了突破,生产出了一种新型的可用于性的固态激光雷达。

但由于固态激光雷达无法360度旋转,无法探测到自己的背部,所以需要分布在车辆四个角落的四个相互配合。如果waymo应用了这项技术,未来应该可以从其测试车的四个角落看到蛛丝马迹(如下示意图)。

3.这一进程取得了突破。

国内自动驾驶公司时宇科技CEO吴甘沙告诉志东,谷歌激光雷达成本进步的最大可能是技术上的突破。

他认为谷歌的技术团队确实有实力自主研发激光雷达。GoogleAutopilot团队在成立之初,从卡耐基梅隆大学(CMU)机器人研究所(RoboticsinstituteofCarnegieMellonUniversity,该研究所在激光雷达领域实力雄厚)收集了大量人才,许多激光雷达研究项目都是智动记者在其官网发现的。

同时,谷歌从2015年底开始公开招聘激光雷达技术人才。凭借它的名气,吸引强大的大牛不成问题。

同时,虽然Google之前主要集中在软件层面,但是长期的路测必然会在激光雷达方面积累丰富的经验。再加上强大的技术团队,在激光雷达厂商上有所突破也就顺理成章了。

具体在生产工艺的哪一个环节取得突破,第一条路径是研制机械激光雷达自动化生产工具,大大提高生产效率。

第二种可能是技术团队重新设计了整个机械激光雷达的结构,使其更容易生产和组装。

对于谷歌生产固态激光雷达的可能性,吴甘沙表示,固态激光雷达的技术还不成熟,短时间内应该无法制造出高端产品。另外,从成本上来看,如果采用固态技术,其成本价应该远低于7500美元。

以上三种可能中,具体是什么情况?Waymo过于严格,需要根据其后续动态进行确认。但无论可能性是什么,Waymo这次都展示了自己的硬件实力,吸引了足够多的眼球,让人们对令人失望的谷歌自动驾驶项目重拾兴趣。

谷歌自动驾驶的痛苦:八年的风风雨雨。

回顾谷歌的自动驾驶项目,已经默默耕耘了八年,积累了超过两百万公里的路测数据。然而,当竞争对手都在大步迈向商业化的时候,谷歌却没有给出任何令人振奋的消息。

当初谷歌心比天高,想在自动驾驶时代开拓汽车制造业务,既注重造车,又注重无人驾驶技术。但能上市的车已经失踪很久了,无人驾驶技术还远未成熟。然而,现实给了谷歌一个沉重的打击,或者说是连环打击:

项目创始人塞巴斯蒂安·特隆(SebastienTron)、CTO克里斯·厄姆森(Chrisurmson)、核心工程师安东尼·莱万多夫斯基(AnthonyLewandowski)相继离职,随后是道格·伯内蒂(DougBernetti)、克莱尔·德劳里(ClaireDelauley)、利奥·农(LeoNong)、朱家军(ZhuJiajun)等名字。无一例外都是谷歌自动驾驶项目的高级技术人才。

受此重创,谷歌也意识到自动驾驶项目无法商业化并付诸实践,正在耗尽技术团队的热情和耐心。

先是谷歌放弃单干,去年年中宣布与FCA(菲亚特克莱斯勒)合作,在菲亚特提供的汽车上测试自动驾驶系统。去年12月,谷歌将自动驾驶项目分离出来,成立了独立公司Waymo。外界普遍解读,谷歌正在加速其自动驾驶的商业化。

这样,谷歌又一次回到了开发Android时的角色——专注于软件的系统服务商,这可能是它的强项。然而,此时的谷歌比当时被动多了。机密的自动驾驶系统和路测数据无法开源,同时也缺乏足够的合作伙伴来获取更多数据,进一步完善系统。

Waymo只能整天盯着自己生产的几十辆测试车和改装的雷克萨斯RX450h,以及菲亚特提供的100辆Pacifica,煞费苦心的路测和跑分数据。自动驾驶行业的第一个老大哥,像一个中年农民,眼巴巴地看着自己的鸡满地跑,希望它们快点长大,下金蛋。

这个时候特斯拉在做什么?去年,这家公司销售了超过7万辆支持自动驾驶的电动汽车。凭借庞大的用户数量,它在数据收集方面早已一骑绝尘,并凭借这些积累的数据,不断升级自己的自动驾驶系统Autopilot。

高层人才流失,自研量产车失败,缺少更多合作伙伴,数据收集缓慢,谷歌自动驾驶项目陷入困境。不断有声音:谷歌自动驾驶落后了。

谷歌的野心:在汽车上建立一个系统帝国?

这个时候,Waymo宣称在关键零部件上取得了突破,无疑是对外界质疑的有力回应,同时也给合作伙伴吃了一颗定心丸;另一方面,也意在表明自己在核心硬件上有很强的竞争力。

此前,人们认为谷歌在自动驾驶行业有两种主要的商业模式:

第一,自己造车,配备自己的自动驾驶系统,类似特斯拉。

二是自动驾驶系统的底层供应商。谷歌放弃自主造车后,人们认为这是谷歌在自动驾驶领域的未来角色。

但在如今竞争对手众多的情况下,只有一套自动驾驶软件,对于下游客户——汽车厂商来说,显然是不够的。于是谷歌走了第三条路:软硬件一体化解决方案提供商。

此前,谷歌在自动驾驶硬件方面并没有太多建树。虽然其他传感器是独立生产的,但它们并不比其他传感器更好,关键的激光雷达不得不依赖威力登。Waymo现在拥有自动驾驶系统和激光雷达两大核心技术,具备提供一线软硬件一体化解决方案的能力。对于许多渴望加速自己自动驾驶进程的汽车制造商来说,这将是一个不可忽视的潜在合作伙伴。

就在去年12月之前,本田宣布正在与Waymo就自动驾驶项目的合作进行谈判。Waymo在发布会上放出的好消息,明显是冲着本田来的,想要在谈判中增加自己的筹码,同时通过展示自己的实力来增加对方的合作意愿。除此之外,还能吸引更多还没找到合作伙伴的汽车厂商。

拥有足够多的合作伙伴对于无力造车的Waymo来说意义重大——意味着更多的测试车辆、更多的路测数据和更快的商业化,这是一个雪球。

另一方面,这也是Waymo现阶段推广其自动驾驶系统的唯一途径:合作伙伴将首先安装自动驾驶平台,然后扩展到其他制造商。在接受彭博采访时,Waymo首席执行官克拉夫茨克(Krafcik)表示,未来可能会向其他公司出售自动驾驶硬件。

Waymo想做硬件供应商?也许吧,但远不止如此。WaymoCEO不止一次提到,他们的目标是帮助汽车制造商完成无人驾驶。Waymo的野心是成为自动驾驶的领导者。要让自己的自动驾驶系统占领市场,硬件只是这个目标的切入方式。如果未来有人想购买Waymo的硬件,他们很可能会与它签署一份独家协议——如果他们购买了我的激光雷达,他们就必须使用我的自动驾驶系统。

搭载Waymo自动驾驶系统的汽车越多,越有可能形成规模效应,构建以Waymo为主导的系统生态。届时,无论Waymo造车与否,都可以从其在这个生态中的核心地位获利。

一个家庭很高兴,但有几个担忧:垄断者颤抖并开始萎缩。

Waymo的后CES发布会更像是隐藏了最后的杀手锏。在竞争对手用尽招数后,它突然现身,宣称核心零部件成本降低了90%,这无疑在业内投下了一枚重磅炸d。不管这个炸d的吨位有没有Waymo说的那么大,它已经给了Waymo一个明确的信号:你觉得我落后,但我依然强大。

在Waymo宣布将其激光雷达的成本降低90%后,计算机视觉明星公司Mobileye的股价下跌了4.4%——后者是该领域最大的供应商,主要依靠摄像头提供自动驾驶解决方案。

至于常见的雷达和摄像头,和激光雷达有一定的竞争关系,在性能上先天较弱。此前,它们凭借成本优势成为当前自动驾驶系统的主流硬件设备。一旦成本不再占优,他们的生存空就会受到严重挤压。即使激光雷达在某些天气条件下无法工作,摄像头和普通雷达作为重要辅助也不能被抛弃,但对于Mobileye来说,它在行业中的地位将会大不如前。

而让谷歌又爱又恨的Velodyne,此时则从之前的合作伙伴变成了对手。Waymo在成本上获得的突破,他们首当其冲。有趣的是,Velodyne旗下最便宜的激光雷达PUCK,价格在7999美元,比Waymo宣称的制造成本高近500美元。而其激光规格只有16线,各项参数与顶尖的HDL-64E相差甚远。

Waymo还表示,如果投入量产,新激光雷达的成本可以降低。如果是这样,威力登将面临来自Waymo更激烈的竞争。事实上,威力登去年承诺将不断降低激光雷达的生产成本,并在产品上做出努力。公司的PUCK是固态方案生产的模型,但是里面还有很多机械部件,所以只是“混合固态”的激光雷达,成本还是很高的。

与此同时,威力登正在扩建其生产工厂,建成后其工厂面积将扩大至5倍。此外,威力登还在开发适用于激光雷达生产的自动化机器——例如,可以完成高精度组装的机械臂,这将使生产效率提高十倍。据说公司已经投产了。

如果连大公司都感受到压力,更别说那些初创企业了。一旦巨头拿出技术和成本更好的成熟方案,并通过其渠道快速推广,留给创业公司的时间和空就不会太多。在这种情况下,无论是雷达还是计算机视觉领域的小公司,如果不能产生足够有吸引力的结果,只能面临破产,或者更好的是,被行业领导者收购。大佬们不断进入行业,不断拿出黑科技,这将为自动驾驶行业建立资本壁垒和技术壁垒,留给创业公司的窗口正在关闭。

不过,对于自动驾驶整个行业来说,虽然Waymo发布的消息对行业内其他提供基于激光雷达、普通雷达和摄像头的自动驾驶解决方案的厂商造成了打击,但是推动自动驾驶是一件好事。一方面,它降低了自动驾驶先进解决方案的成本;另一方面,目前看似有优势的成本,会倒逼其他厂商不断创新,为行业产生新的可能。

曾经的先锋赶上了谷歌无人驾驶,想王者归来。

也许我们甚至不记得上一次谷歌的无人驾驶项目让我们感到惊讶是什么时候了。谷歌近年来在自动驾驶项目上并没有取得太多实质性的成果,这显然不符合人们对一家全球市值第二的公司的期待。

对于它的团队成员来说,也必须极其克制——谁能接受自己在一场比赛中第一个起跑,跑完之后又掉队?更何况是Google这样的明星玩家。

这次Waymo从硬件入手,弯道超车——我们都知道谷歌在硬件方面的成就。无论是谷歌眼镜还是MOTOX,他们的失败都还历历在目。但这一次,他们显然很残忍,不仅实现了激光雷达的自产,还将这一核心部件的成本降到了其他竞争对手无法企及的价格。日前,美国加州车辆管理局(DMV)披露的11家公司自动驾驶汽车的路测数据显示了谷歌在自动驾驶系统上的可怕实力——谷歌的自动驾驶车辆每千英里只需要0.2次人工干预,即平均行驶5000英里后才要求司机干预紧急情况。排名第二的日产平均每行驶150英里就需要司机的参与。

在这样耀眼的数据下,能拿出软硬件一体化解决方案的Waymo,在自动驾驶领域的综合实力是第一梯队。

谷歌的无人驾驶项目被愤怒地从发展的低谷杀了回来,为的是重拾自己作为这一领域先行者的尊严。但它的尊严不仅仅在于拿出低成本的核心硬件,还在于谷歌庞大的计划:虽然在发布会上秀肌肉,但WaymoCEO在讲话中并没有留下“合作”和“帮助”,这显然是一种吸引更多汽车厂商加入自己阵营的姿态。

通过这种软硬兼施的方式,谷歌正在打造自己的另一个汽车帝国。

作者:国人

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