2009年，谷歌的秘密實(shí)驗(yàn)室Google X成立了一個(gè)課題組，叫做Project Chauffeur (專(zhuān)業(yè)司機(jī))，把一輛豐田Prius裝滿了攝像頭和激光雷達(dá)，讓它沿著101公路從谷歌園區(qū)向北開(kāi)過(guò)了舊金山，向南開(kāi)進(jìn)了旅游勝地蒙特雷，完成了總里程超過(guò)1000英里的“谷歌創(chuàng)始人挑戰(zhàn)”，引起了硅谷的轟動(dòng)，也把“自動(dòng)駕駛Autonomous Driving”這個(gè)詞帶入了主流的硅谷科技圈。

圖 | Google X 早期歷史照片

一晃十多年，包括行業(yè)老大Waymo（前Project Chauffeur）在內(nèi)，大家都意識(shí)到“快速上量比想象中要難”。開(kāi)放道路場(chǎng)景比預(yù)想要復(fù)雜，Corner Cases比想象中要多。與此同時(shí)，現(xiàn)有的激光雷達(dá)還不能做到對(duì)360°環(huán)境精細(xì)準(zhǔn)確的掃描和感知。以典型的64線Robotaxi的主雷達(dá)為例，在200米外看一輛車(chē)，有效點(diǎn)數(shù)只有大約10個(gè)。一輛自動(dòng)駕駛汽車(chē)每秒鐘都需要用如此局限的信息做成百上千次判斷和駕駛決策，其難度可想而知。

激光雷達(dá)之所以被譽(yù)為自動(dòng)駕駛“皇冠明珠”，客觀上是因?yàn)樗男阅艹闪俗詣?dòng)駕駛的一個(gè)重要瓶頸。每當(dāng)新一代激光雷達(dá)面世，不管再貴再缺貨，全球頂尖自動(dòng)駕駛公司都會(huì)蜂擁而至。從他們的角度來(lái)看，當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手端著槍和炮時(shí)，自己不能只有大刀長(zhǎng)矛。甚至一向以軟件能力著稱(chēng)的谷歌Waymo，也獨(dú)立開(kāi)發(fā)出了自家的激光雷達(dá)，據(jù)說(shuō)是因?yàn)椤笆忻嫔系募す饫走_(dá)都不夠好”。而以禾賽為代表的新一代激光雷達(dá)供應(yīng)商，以超高的性能和量產(chǎn)能力，逐步進(jìn)入主流Robotaxi玩家的視野。

2016年起，禾賽先后推出了Pandar40/40P/64產(chǎn)品線，每代產(chǎn)品都獲得了市場(chǎng)的高度認(rèn)可。2018年，全球激光雷達(dá)市場(chǎng)進(jìn)入白熱化競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)內(nèi)外數(shù)十家激光雷達(dá)供應(yīng)商發(fā)布了各種形態(tài)的新一代激光雷達(dá)，128線/準(zhǔn)固態(tài)/混合固態(tài)/數(shù)字雷達(dá)等新概念層出不窮。一時(shí)間霧里看花，大家不知如何選擇，甚至有些公司專(zhuān)門(mén)成立了“激光雷達(dá)評(píng)測(cè)部”，把市面上主流的競(jìng)品統(tǒng)統(tǒng)買(mǎi)來(lái)裝在一臺(tái)車(chē)上對(duì)比。

 圖 | 禾賽獲得全球頂級(jí)自動(dòng)駕駛公司的青睞

塵埃落定，最終市場(chǎng)往往“用訂單投票”。在中國(guó)，頂級(jí)玩家如百度、滴滴、小馬、文遠(yuǎn)、圖森和AutoX等都在其主流車(chē)隊(duì)中選擇了禾賽Pandar40P/Pandar64。在美國(guó)，根據(jù)加州DMV發(fā)布的2019年所有自動(dòng)駕駛Rotobaxi公司路測(cè)數(shù)據(jù)，總里程數(shù)排名前15名的Rotobaxi公司中，禾賽產(chǎn)品獨(dú)占鰲頭，被10家以上公司作為激光雷達(dá)主雷達(dá)的首選。

Pandar128 重磅來(lái)襲

2020年9月1日，禾賽正式發(fā)布新一代旗艦產(chǎn)品Pandar128，即日起接受客戶預(yù)訂。

圖 | Pandar128產(chǎn)品圖

Pandar128是一款全距離范圍內(nèi)的高性能雷達(dá)，具備強(qiáng)大的綜合表現(xiàn)。

測(cè)距方面，強(qiáng)太陽(yáng)光（100klux照度）下，在0.3-200m范圍內(nèi)均可實(shí)現(xiàn)對(duì)10%反射率目標(biāo)物的穩(wěn)定探測(cè)。Pandar128不僅測(cè)遠(yuǎn)性能極佳，在近處的測(cè)距精度表現(xiàn)也不弱于一款專(zhuān)業(yè)測(cè)近、補(bǔ)盲雷達(dá)。

Pandar128在水平和垂直方向上均具備極致的分辨率。其垂直分辨率在加密區(qū)（-6°至+2°，共64線）為0.125°；其水平分辨率在10Hz轉(zhuǎn)速下，可以達(dá)到0.1°，為同類(lèi)產(chǎn)品之最。

它還支持雙回波，可靠性極強(qiáng)（使用環(huán)境溫度范圍-40到85度），具有主動(dòng)抗干擾的功能、配備精確到每線的診斷功能，具備免疫黑客攻擊的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)。

Pandar128的前世今生

時(shí)間回到2018年9月，禾賽Pandar40P在國(guó)際市場(chǎng)嶄露頭角，引起了某德國(guó)汽車(chē)集團(tuán)的濃厚興趣。在一次技術(shù)交流中，對(duì)方提出了一個(gè)看似不可能完成的挑戰(zhàn)：開(kāi)發(fā)一款160線，測(cè)距200米且完全抗干擾的激光雷達(dá)，3個(gè)月內(nèi)完成第一批原理驗(yàn)證（Proof of Concept）產(chǎn)品的交付，用于某量產(chǎn)車(chē)型的驗(yàn)證，如果成功就有機(jī)會(huì)鎖定未來(lái)數(shù)年的正式合作。雙方都非常清楚，這樣一款產(chǎn)品一但研制成功，會(huì)是一款可以稱(chēng)霸Robotaxi市場(chǎng)的“巨無(wú)霸”產(chǎn)品，也是禾賽一直以來(lái)希望挑戰(zhàn)的極限。

3個(gè)月，我們能否造一個(gè)奇跡？

技術(shù)上，強(qiáng)行挑戰(zhàn)研發(fā)Pandar160，是一件非常瘋狂的事情。160線產(chǎn)品看似是40線雷達(dá)的4倍線數(shù)，但對(duì)軟硬件系統(tǒng)的壓力指數(shù)增加：相比40線，每秒點(diǎn)數(shù)是8倍，水平分辨提升一倍，功耗、散熱量增加數(shù)倍，抗干擾難度指數(shù)級(jí)上升…

從硬件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期角度，Pandar160也是一個(gè)幾乎無(wú)法完成的任務(wù)。禾賽典型的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期從立項(xiàng)到第一批產(chǎn)品下線需要12-18個(gè)月，即使是早期原型也需要6-9個(gè)月，而這一次只有3個(gè)月，意味著來(lái)不及走完既定產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程（產(chǎn)品概念->方案設(shè)計(jì)->原型樣機(jī)->性能改進(jìn)->全面驗(yàn)證->生產(chǎn)改進(jìn)->正式發(fā)布）。面對(duì)難題，CTO做出了一個(gè)大膽的決定，合并Pandar160研發(fā)和生產(chǎn)部門(mén)，成立戰(zhàn)斗小組，研發(fā)和制造高度閉環(huán)，極大加速原型機(jī)的迭代速度。用他的話說(shuō)，Pandar160給我們一個(gè)機(jī)會(huì)體驗(yàn)一下“暴力的美（the beauty of brute force）”。

圖 | “巨無(wú)霸”P(pán)andar160與Pandar64、Pandar128的對(duì)比

幾乎無(wú)法完成的任務(wù)，在禾賽“工匠”們的努力下實(shí)現(xiàn)了。3個(gè)月后，第一臺(tái)Pandar160面世。

圖 | Pandar160歷史點(diǎn)云

2019年1月，第一批Pandar160抵達(dá)德國(guó)，接受最嚴(yán)苛的汽車(chē)傳感器性能測(cè)試，測(cè)試完畢的結(jié)果顯示禾賽承諾的所有技術(shù)指標(biāo)都滿足了要求。一向謹(jǐn)慎嚴(yán)格的德國(guó)合作伙伴也真誠(chéng)祝賀我們，三個(gè)月實(shí)現(xiàn)了他們眼中的不可能，真是令人驚嘆的“中國(guó)速度”。我們回答，這不僅是“中國(guó)速度”，更是禾賽價(jià)值觀中重要的一點(diǎn)——Don’t overpromise, but overdeliver.

“它不夠優(yōu)雅”

禾賽秘密研發(fā)Pandar160成功的消息不脛而走，很多已上量Pandar40P/Pandar64的客戶都希望能全線升級(jí)到Pandar160，此時(shí)市場(chǎng)上國(guó)內(nèi)外廠商發(fā)布的128線產(chǎn)品由于技術(shù)原因，無(wú)法滿足客戶需求。理論上，禾賽如果把Pandar160推向市場(chǎng)，一定可以迅速風(fēng)靡。

“不行，Pandar160不適合產(chǎn)品化，它不夠優(yōu)雅?！盋TO給躍躍欲試的銷(xiāo)售團(tuán)隊(duì)潑了一盆冷水。“Pandar160是市面上性能最好的激光雷達(dá)，但開(kāi)發(fā)周期太緊張，本質(zhì)還是上一代技術(shù)的暴力堆疊，而沒(méi)有來(lái)得及注入我們儲(chǔ)備的新一代技術(shù)。這樣的產(chǎn)品即使短時(shí)間內(nèi)可以領(lǐng)先市場(chǎng)，但最終給客戶帶來(lái)的是更糟糕的體驗(yàn)。你看市面很多中低端手機(jī)都用了4800萬(wàn)像素的攝像頭，而最新的iPhone用的卻還是1200萬(wàn)像素，因?yàn)樗銐蚍€(wěn)定而可以提供更優(yōu)的體驗(yàn)。 ‘線數(shù)’這種顯性指標(biāo)能夠體現(xiàn)其價(jià)值的必要前提是基于一個(gè)穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品，而這部分是隱性的。盲目追求顯性的技術(shù)指標(biāo)，而不去關(guān)注產(chǎn)品的成熟度和可靠性，贏取的是短期的訂單，失去的是長(zhǎng)期的用戶體驗(yàn)和產(chǎn)品口碑。我們應(yīng)該堅(jiān)持做正確的事情，而不是容易的事情。Do the right thing。”

至此，Pandar160完成歷史使命，禾賽也頂住了“訂單誘惑”，回歸自己的節(jié)奏。我們將積累的技術(shù)延續(xù)，準(zhǔn)備做一款真正可量產(chǎn)的產(chǎn)品---Pandar128。打散重來(lái)，這一次Pandar128跟隨禾賽自己的目標(biāo)，設(shè)計(jì)之初目標(biāo)就非常明確，全力打造一款滿足自動(dòng)駕駛主雷達(dá)功能痛點(diǎn)，并達(dá)到車(chē)規(guī)和量產(chǎn)要求的旗艦激光雷達(dá)，成為自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)的終極“機(jī)皇”。鑒于這樣的期望，Pandar128研發(fā)注定要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證流程，我們把發(fā)布日期鎖定在了18個(gè)月后，也就是2020年的Q3。

圖 | 禾賽科技最新一代旗艦產(chǎn)品Pandar128

“機(jī)皇”的秘密武器庫(kù)

【武器1：提高線數(shù)，更要提高點(diǎn)頻】

開(kāi)發(fā)Pandar128過(guò)程中，我們花了大量的時(shí)間訪談客戶和市場(chǎng)調(diào)研，為什么客戶在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手128線和禾賽64線中絕大多數(shù)選擇了64線？結(jié)論很有意思——僅增加垂直分辨率并不能最大化提高有效感知距離。從64到128線提高了垂直分辨率，但如果水平分辨率不相應(yīng)提高，就成了感知瓶頸。換言之，垂直和水平分辨率要匹配，才能達(dá)到最好效果。比如行人檢測(cè)，因?yàn)槿耸羌?xì)長(zhǎng)型的，如果水平分辨率保持不變，點(diǎn)云可能掃描不到人的完整身形，導(dǎo)致錯(cuò)過(guò)或者誤判行人。

圖 | Pandar128與其他產(chǎn)品分辨率對(duì)比示意圖

圖 | Pandar128將環(huán)境圖像級(jí)復(fù)現(xiàn)（10Hz幀率單幀點(diǎn)云）

圖 | Pandar128在地庫(kù)入口處識(shí)別的交通標(biāo)識(shí)（10Hz幀率單幀點(diǎn)云）

可見(jiàn)，“128線”本身并非唯一重要指標(biāo)，行業(yè)在評(píng)判激光雷達(dá)分辨率能力時(shí)，通常會(huì)用一個(gè)更全面的參數(shù)——點(diǎn)頻。單回波下，其公式：

通常激光雷達(dá)轉(zhuǎn)速或刷新率越低，越容易“取巧”地達(dá)到更高的單幀畫(huà)面分辨率。而點(diǎn)頻通常不隨著轉(zhuǎn)速或者刷新率的變化而變化，它綜合反映了雷達(dá)單位時(shí)間輸出的信息量。同時(shí)，點(diǎn)頻和激光發(fā)射的功耗成正比。在同樣激光雷達(dá)體積和發(fā)熱量情況下，要想點(diǎn)頻高，必須要采用更先進(jìn)的技術(shù)提高光電效率，控制功耗。

“點(diǎn)頻”這個(gè)指標(biāo)就像是一個(gè)防偽驗(yàn)鈔機(jī)，可以識(shí)別出很多片面的激光雷達(dá)宣傳描述中的蹊蹺。因此它是相對(duì)公平全面的參考標(biāo)準(zhǔn)，既不會(huì)被轉(zhuǎn)速左右，更需要從系統(tǒng)層級(jí)全面提高激光雷達(dá)的發(fā)射、接收和信號(hào)處理能力。用“點(diǎn)頻”和“測(cè)距”作為判斷依據(jù)，我們做把市面上部分主流激光雷達(dá)的公開(kāi)信息做了一個(gè)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)很多有意思的現(xiàn)象：

圖 | 同時(shí)考量點(diǎn)頻和測(cè)距能力，Pandar128是現(xiàn)象級(jí)的

縱觀市場(chǎng)，Pandar128是目前市場(chǎng)上可買(mǎi)到的唯一一款10Hz對(duì)應(yīng)水平角分辨率做到0.1°的360度環(huán)視激光雷達(dá)。也是唯一一款單回波最大點(diǎn)頻超過(guò)3.4M點(diǎn)/秒的360度環(huán)視激光雷達(dá)，超過(guò)第二名40%之多。

圖 | Pandar128產(chǎn)品圖

視頻 | Pandar128圖像級(jí)路測(cè)實(shí)時(shí)點(diǎn)云（視頻有網(wǎng)絡(luò)壓縮，高清版可上官網(wǎng)觀看：www.hesaitech.com）

按照越來(lái)越多Robotaxi客戶對(duì)主雷達(dá)測(cè)距不小于200米，單回波下點(diǎn)頻不低于3M點(diǎn)/秒的硬需求，Pandar128是目前市面上唯一一款同時(shí)滿足這兩個(gè)核心指標(biāo)的主雷達(dá)。

【武器2：體積】

相比Pandar64，Pandar128要實(shí)現(xiàn)雙倍線數(shù)，三倍點(diǎn)頻。因此相應(yīng)把體積做大一倍以上似乎是一件想當(dāng)然的事情，不僅友商如此，甚至包括禾賽Pandar160也是一個(gè)“巨無(wú)霸”。這個(gè)時(shí)候，CTO又冒出一個(gè)“so crazy it just might work”的想法：能不能通過(guò)我們新一代的底層激光收發(fā)技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)所有技術(shù)指標(biāo)的同時(shí)，體積基本保持不變呢？所有人都覺(jué)得他瘋了。但禾賽的傳統(tǒng)是，當(dāng) CTO問(wèn)能不能的時(shí)候，他心里已經(jīng)有了明確答案，能。

圖 | Pandar128和其他128線機(jī)械雷達(dá)體積、重量對(duì)比

無(wú)獨(dú)有偶，2019年底，另外一家已經(jīng)大批量選用Pandar64的國(guó)際OEM客戶，抱著試一試的心態(tài)問(wèn)我們有沒(méi)有可能在保持體積不變情況下大幅提升Pandar系列的性能和車(chē)規(guī)可靠性。當(dāng)對(duì)方得知這正是我們秘密研發(fā)的Pandar128的設(shè)計(jì)方向時(shí)，對(duì)禾賽研發(fā)力和產(chǎn)品力贊不絕口。對(duì)于車(chē)規(guī)級(jí)量產(chǎn)項(xiàng)目而言，如果新一代傳感器的外型可以保持不變，意味著絕大多數(shù)已定型的模具就可以通用，這會(huì)大幅減少驗(yàn)證周期和成本，讓升級(jí)傳感器變成了可能。正是由于我們?cè)?/strong>Pandar128設(shè)計(jì)之初保持優(yōu)雅的初心，讓禾賽和主流客戶的需求不謀而合。

【武器3：抗干擾】

在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上，禾賽進(jìn)一步升級(jí)了主動(dòng)抗干擾技術(shù)，保證Pandar128發(fā)出的每一束激光都有自己的“密鑰”，每臺(tái)雷達(dá)都能識(shí)別并且只接收自己發(fā)出的光，即使在被其他激光雷達(dá)直射的情況下也能有效避免干擾。”

圖 | Pandar128波形加密的原理示意

圖 | 無(wú)抗干擾 

   圖 | Pandar128 主動(dòng)抗干擾

【武器4：面向車(chē)規(guī)的可靠性和功能安全設(shè)計(jì)】

對(duì)于一款面向車(chē)規(guī)量產(chǎn)的產(chǎn)品，比性能更為重要的是其可靠性和功能安全。立項(xiàng)之初，Pandar128的定位就是一款超高可靠性的雷達(dá)，其核心零部件均采用車(chē)規(guī)器件（滿足AEC-Q等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)），DV測(cè)試按照國(guó)際OEM標(biāo)準(zhǔn)覆蓋電氣、機(jī)械、氣候、密封、材料、電磁兼容等50多項(xiàng)車(chē)規(guī)級(jí)別測(cè)試。

圖 | Pandar128 DV 測(cè)試場(chǎng)景

圖 | Pandar128產(chǎn)品圖

任何設(shè)備都存在發(fā)生失效的可能，對(duì)于涉及人身安全的汽車(chē)行業(yè)而言，當(dāng)傳感器發(fā)生失效時(shí)，是否能及時(shí)檢測(cè)出自己的故障，就變得至關(guān)重要。

作為激光雷達(dá)核心部件，激光發(fā)射和接收單元由上千個(gè)器件組成，失效模式幾十種。以激光雷達(dá)發(fā)射單元為例，激光器的開(kāi)路會(huì)造成某一線沒(méi)有有效回波數(shù)據(jù)，其點(diǎn)云表現(xiàn)同激光發(fā)射到無(wú)限遠(yuǎn)在“數(shù)據(jù)”上是一樣的。但實(shí)際對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)“截然不同”，錯(cuò)誤信息會(huì)直接導(dǎo)致物體的錯(cuò)誤識(shí)別，進(jìn)而有引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)事故的可能。禾賽依照不同的器件失效特征曲線，獨(dú)創(chuàng)了一系列主動(dòng)故障檢測(cè)技術(shù)，能夠確保每一線激光雷達(dá)點(diǎn)云的置信度。當(dāng)發(fā)生失效時(shí)，雷達(dá)會(huì)在100ms內(nèi)將“故障信息”傳遞給客戶。

圖 | Pandar128故障診斷示意圖、

為了在量產(chǎn)交付的產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)ASIL-B等級(jí)的功能安全（設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，預(yù)計(jì)2021年Q3完成ISO26262全部認(rèn)證），Pandar128功能安全方案涵蓋了光機(jī)電軟各子系統(tǒng)詳盡的FMEA/FTA分析，考慮到了數(shù)千條不同的失效模式和應(yīng)對(duì)策略，創(chuàng)新性地解決了激光雷達(dá)上“信號(hào)干擾”、“環(huán)境影響”等若干個(gè)行業(yè)懸而未決的技術(shù)難題，真正實(shí)現(xiàn)了故障診斷“高診斷覆蓋率”、“低誤報(bào)風(fēng)險(xiǎn)”。

【武器5：更多的隱性指標(biāo)】

測(cè)近精度。Pandar128對(duì)0.3-2m范圍的超近距離物體測(cè)量精度比上一代旗艦產(chǎn)品優(yōu)化3倍，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)長(zhǎng)距激光雷達(dá)。作為一款以遠(yuǎn)距離為主打優(yōu)勢(shì)的激光雷達(dá)，卻幾乎達(dá)到市面上最好的補(bǔ)盲激光雷達(dá)的測(cè)近精度。提高測(cè)近精度對(duì)降低近距離盲區(qū)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義，能有效避免主雷達(dá)在近距離測(cè)距不準(zhǔn)確引起的系統(tǒng)誤判。

圖 |  Pandar128精確定位前方1.6米處的墻壁

反射率。Pandar128圖像級(jí)點(diǎn)云很大程度上歸功于其反射率精準(zhǔn)度。反射率精準(zhǔn)度越高，在點(diǎn)云上的體現(xiàn)就是不同物體“色差”越大，更容易被區(qū)分開(kāi)來(lái)；反之亦然。

圖 | Pandar128感知的車(chē)流，地面線可測(cè)90米（10Hz幀率單幀點(diǎn)云）

圖 | Pandar128反射率精度高，地面線清晰可見(jiàn)（10Hz幀率單幀點(diǎn)云）

網(wǎng)絡(luò)安全。如何讓雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件、軟件及其系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)受到保護(hù)，保證系統(tǒng)連續(xù)可靠運(yùn)行，不因偶然或者惡意的原因遭受到破壞、更改、泄露，保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不中斷，同時(shí)防止黑客破擊，防護(hù)網(wǎng)絡(luò)攻擊等等，這是很多量產(chǎn)客戶重視的指標(biāo)。鑒于汽車(chē)行業(yè)還沒(méi)有形成完善的網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)，禾賽與國(guó)際OEM、第三方機(jī)構(gòu)多輪討論確定了一套框架，最終成功把一整套完備的網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)應(yīng)用在了Pandar128上，成為激光雷達(dá)行業(yè)內(nèi)首批實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全的產(chǎn)品。