評論觀點

自駕車之眼:光達的趨勢與挑戰
范秉航

2019/03/06

  2018年1119日一筆早期投資交易事件引發媒體關注,美國科技新創企業AEye完成了B輪募資4,000萬美元(約新台幣12億元)。在全球早期投資仍相當熱絡之際,若只是一般的交易事件,恐還不足以吸引大眾目光。但當發現這筆B輪募資的領投者是台杉基金時,確實給這筆交易帶來不少的新聞性。除了這是台杉第一筆對外揭露的交易外,這家新創公司所做的產品更是值得進一步探討。
 

    AEye成立於2013年,2016年獲得種子投資310萬美元;2017Intel CapitalAirbus Venture參與了1,600萬美元的A輪募資;今年11月則是由台杉領投B輪。AEye是一家光學雷達(光達,Light Detection And Ranging, LiDAR)生產與設計公司,而光學雷達是發展自駕車,甚至是無人機的關鍵技術,也是需要高度軟硬整合的產品。AEyeCEO Luis Dussan表示,台杉是策略投資夥伴,透過台杉能更密切地與亞洲製造業者、物流以及科技資源有更廣泛的接觸。台杉總經理翁嘉盛也表示,各國紛紛布局自駕車領域,其中光學雷達要做到普及化,一定要想辦法降低成本,台灣在此領域扮演著關鍵角色。另外也能切入自駕車的供應鏈,帶動產業數位轉型。
 

    相對於利用無線電波偵測物體的雷達,「光達」顧名思義,乃是利用光量測目標物距離的技術。早在1932年,愛爾蘭物理學家Edward Hutchinson Synge就提出了應用掃描成像的概念;1960年美國工程與物理學家Theodore Harold Maiman所開發雷射技術則讓光達得以實現;1970年代之後LiDAR陸續被應用於大氣研究、月球表面探測、考古等。直到2007年,美國科技公司Velodyne推出「大水桶」造型的64線光達,該技術始成為自駕車的重要解決方案。光達可說為自駕車之眼,其重要性不言可喻。雖然有其他相對便宜的解決方案,如攝影機或毫米波雷達,但考量其可偵測距離、速度與精確性,光達目前仍是自駕車開發者的首選。
 

    觀察全球光達發展,最初設計的機械式光達需透過不斷旋轉的發射結構,將雷射從「線」變成「面」,並以垂直排列方式達到動態3D掃描的效果。雖然成效不俗,卻也存在結構笨重、訊號間隔、成本高昂等缺點。以Velodyne 64線光達為例,要價高達7.5萬美元。成本過高是未來自駕車市場化與規模化的一大阻力,因此近年相關業者不斷推出許多光達技術上的變革。
 

    最先被廣為採用的是微機電系統(Microelectromechanical Systems, MEMS)模式。其與機械式同需透過讓光線「轉動」達到大範圍掃描的目的,但MEM光達將整個結構的機械式旋轉,改良為以內部鏡面「微動」改變光線射出的角度達成掃描效果,又稱為混合固態(Mixed Solid-state)光達。MEMS光達具備體積小、成本低、低耗損等優點,但其穩定性仍有待驗證。


    其次是全固態光達模式,沒有任何外觀或內部上的轉動結構,耗損率與體積都比MEMS模式更小,因此成為眾家業者開發的終極方向,其中,又以光學相控陣列(Optical Phased Array, OPA)模式最受注目,由多個獨立發射接收單元組成陣列,具備掃描速度快與可控性佳的優點。其中最為知名的OPA光達製造商為成立於2012年的美國新創企業Quanergy,背後重要的支持者為汽車大廠Daimler。惟目前探測距離僅150公尺,仍在產品改善階段。全固態光達的另一個發展路徑為Flash (快閃) LiDAR,如同閃光燈一般,同時照射自駕車周圍,產生物體距離資訊。然而,因探測距離要求與能耗問題,Flash LiDAR的製作難度甚高。目前該領域較知名的廠商為成立於2007年的加拿大光達開發商Leddar Tech,關鍵投資者則有AudiDelphi


    回到台杉所青睞的AEye,其指出傳統光達的一大痛點。傳統光達的感測仰賴獨立的發射與接收裝置,並在短時間內蒐集大量的數據資訊,在過度採樣下,大幅增加解析時間與電腦運算成本。基於此,AEye提出智慧光達解決方案,即iDAR (Intelligent Detection and Ranging)。結合MEMS光達與低光源高解析攝像頭,採用邊緣處理技術,融合光達與彩色成像資訊。並且賦予光達大腦,在終端直接解決數據處理的問題,大幅減少決策所需的資訊量,提升自駕車的反應速度。換言之,智慧化的軟硬整合為AEye所提出的光達解決方案。


    近年光達技術如雨後春筍般萌芽,雖然標準規格尚未出現,但就趨勢發展來看,多重感測器的融合技術將是重要的發展方向,而前提是需要演算法作為支持。對台灣發展自身光達技術而言,切入供應鏈的一級供應商(Tier 1)將是一大考驗。目前國際光達製造商大都與各家車廠或正推動自駕車項目的科技巨頭合作,持續進行道路測試,優化產品並尋求大規模量產、訂定標準的機會。對此,台杉透過跨境投資的方式,建立策略合作關係,切入光達生產的上下游產業鏈,不啻是台灣因應自駕車崛起的可行之道。

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