激光雷达与Robotaxi共生迈向规模化商用

激光雷达无人驾驶出租车(Robotaxi)的发展历程紧密交织,构成自动驾驶领域技术突破与商业化落地相互驱动的典范。激光雷达通过发射激光束感知环境,能高精度获取周围物体的距离和轮廓信息,构建可靠的三维环境地图,成为Robotaxi感知系统的核心传感器。

在L4级及以上自动驾驶系统中,激光雷达凭借高精度、高可靠性的特点,与摄像头、毫米波雷达等传感器形成互补,共同构建车辆的感知系统,使其在复杂交通环境中做出安全决策。尤其在对安全性要求极高的Robotaxi应用中,激光雷达提供的精确三维环境信息是实现真正无人驾驶的关键保障。

近年来,随着全球各地自动驾驶法规逐步出台,Robotaxi行业正迎来商业化的加速期。激光雷达在Robotaxi领域的技术演进经历了三个阶段。

第一阶段:技术萌芽与早期探索(2004-2015)

激光雷达与Robotaxi的发展均经历了从技术验证到试点运营再到规模化商用的过程。2004-2007年,美国DARPA三届无人驾驶挑战赛推动关键技术发展。第二届比赛中斯坦福车队首次搭载激光雷达完成赛事;2007年六支完赛车队中有五家使用Velodyne机械式激光雷达,初步确立其地位。

Velodyne推出的64线机械旋转式激光雷达(如HDL-64E)成为早期自动驾驶研究标配,具备水平360°视野,但体积大、成本高(单价可达8万美元),且寿命和可靠性不足车规级标准。

2009至2015年,Google无人驾驶项目(后独立为Waymo)、Cruise、Zoox等成立,Robotaxi研发进入“大航海时代”。测试车队规模达百辆级别,核心目标为技术研发,对激光雷达性能要求远高于成本考量。

第二阶段:试运营与方案优化(2016-2024)

此阶段Robotaxi从技术研发走向区域性试点运营,激光雷达技术路线开始分化,成本问题凸显。

2016年Uber在匹兹堡推出Robotaxi试点,NuTonomy在新加坡首次提供服务。Waymo于2018年12月在凤凰城推出全球首个自动驾驶出租车商用服务“Waymo One”。中国企业百度Apollo、小马智行、文远知行、滴滴、享道等加入赛道,在全球多个城市开展测试与试运营。

试运营对激光雷达性能提出更高要求,线数从64线提升至128线(如禾赛Pandar128、速腾聚创Ruby Plus),最远探测距离增至250米以上。补盲激光雷达(如速腾聚创RS-Bpearl)广泛应用以扫除车身近场盲区,典型方案为“1主雷达+4补盲雷达”。

为解决机械式雷达成本高、可靠性不足的问题,车规级半固态激光雷达(如禾赛AT128、速腾M1)进入市场。得益于2021年后激光雷达在乘用车ADAS领域的大规模应用,其成本和可靠性显著优化。Robotaxi开始尝试用4颗半固态激光雷达替代1颗机械式主雷达,降低成本。

第三阶段:规模商用与数字化革命(2025年起)

2025年被视为Robotaxi规模商用元年,政策法规完善与技术进步推动行业进入万辆级部署阶段。

中国多地出台自动驾驶法规,为大规模商用铺平道路。《北京市自动驾驶汽车条例》于2025年4月实施,为L3级自动驾驶汽车合法上路提供法律依据。美国交通部同月公布新自动驾驶监管框架,进一步放宽限制并优化审批流程。

规模商用后,Robotaxi对激光雷达的要求转变为高性能、低成本、高可靠性的三重平衡。运营方需规避因硬件故障导致的运营中断和事故,性能上感知能力升级,可靠性上车规级甚至更高级别成为关键。

新一代基于SPAD-SoC芯片数字化架构的车规级激光雷达开始大规模量产交付。线数提升至500线以上,对低矮小障碍物的探测能力显著增强(如能在130米外清晰成像13x17厘米的石块)。全固态补盲雷达(如速腾聚创E1)逐步取代机械式补盲雷达,可靠性更高、体积更小、成本降至数千元级别。

“车规级超500线数字化主雷达+全固态数字化补盲雷达”的组合正取代旧方案,成为支持Robotaxi大规模商业化运营的新一代主流感知配置。Waymo、Cruise、百度、滴滴等全球头部玩家均在用此方案升级其车队。

发展趋势与未来展望

激光雷达与Robotaxi未来发展呈现以下特点:

技术方面,固态化与数字化是明确方向。全固态激光雷达因无运动部件,在可靠性、体积和成本方面潜力巨大,是未来主流方向。头部厂商通过SPAD-SoC等技术实现芯片化集成,减少元器件数量,生产时间缩短95%,显著降低成本并提高可靠性。数字化使主激光雷达性能达到500线以上,有效检测小物体,保护车辆资产安全。

成本方面,持续下探推动普及。中国厂商主导激光雷达“成本革命”,200美元价位的高性价比方案已发布,并将于2025年量产,进一步推动Robotaxi及ADAS功能普及。

应用方面,迈向“双轨驱动”新阶段。激光雷达在汽车领域和泛机器人领域广泛应用,无人配送、割草机器人、人形机器人等新兴市场成为企业第二增长曲线,为Robotaxi提供更广阔的技术生态和降本空间。

结论:共生进化,共创未来

激光雷达与Robotaxi的发展史是技术创新与商业化落地相互驱动、相辅相成的历史。

激光雷达是Robotaxi的“眼睛”,为其跨场景完全自动驾驶提供关键安全冗余和精准感知能力,是实现L4级无人驾驶不可或缺的传感器。

Robotaxi是激光雷达的“助推器”,其大规模、高苛刻的应用需求强力拉动激光雷达技术迭代,驱动性能提升、成本下降,对可靠性(车规级、全固态)、高性能(数字化高线数)提出更高要求标准。

从DARPA挑战赛初步应用,到全球试运营阶段的技术优化与成本控制,再到规模商用阶段数字化、固态化方案崛起,中国激光雷达厂商已成为全球市场的主导力量,实现后发先至的跨越。

未来,随着激光雷达跟随摩尔定律在芯片上实现性能倍数增长、成本倍数降低,不仅将助力Robotaxi实现更大规模商业化运营,重塑人类出行方式,更将作为核心感知元件赋能千行百业的智能化变革,成为未来智能社会的关键基础设施。

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