賈浩楠 發(fā)自 副駕寺
智能車參考 | 公眾號 AI4Auto
這是你未來的AI汽車,甚至是家用機器人看到的真實視角:
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不像攝像頭,而是激光雷達的3D點云……但,這點云圖為什么是彩色的?
不但能“看到”彩色的3D場景,而且是4K高清分辨率。與今年宣稱高端的千線激光雷達相比,最匪夷所思的是這款“眼睛”的線數(shù)直接提升4倍多&,最高4320線!
誰做的?
激光雷達出貨、盈利一哥禾賽科技剛剛出的新品。
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但是,這最有噱頭的4320線,禾賽反而一筆帶過,在他們看來,這款6D激光雷達,真正的價值是——
物理世界和AI最強鏈接功能件、數(shù)據(jù)入口。
AI汽車眼中的“6D世界”,什么樣的?
傳統(tǒng)激光雷達芯片只能感知三維空間X-Y-Z,長寬高三個維度,可以知道物體的位置和形狀:
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而禾賽則是在長寬高三個維度之外,增加了感知紅-綠-藍三色的能力,XYZ+RGB,這就是所謂6D激光雷達的出處:
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能識別300米開外的水馬(120x60 cm)、280米內(nèi)的小動物(60x40 cm), 甚至百米開外,能準確識別兒童玩具大小的(15x25 cm)小目標——遠距離下對微小或低矮障礙物的強大識別能力,為自動駕駛、L2+系統(tǒng)爭取了更多反應(yīng)時間。
600米最遠探測距離遠超當前主流200-300米水平,而4320線標志著極高的垂直分辨率,使點云更密,能精細描繪物體輪廓。但禾賽首席科學(xué)家孫愷強調(diào),高線數(shù)需匹配足夠的探測距離,否則遠處微小物體仍難以識別。
此外,單芯片原生支持2160線,最終4320線輸出是通過芯片級聯(lián)等技術(shù)實現(xiàn)的系統(tǒng)級能力。
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2025年禾賽發(fā)布的800線版ETX角分辨率已達0.05°(H) x 0.025°(V),這意味著在100米處能看清橫向約8.7厘米的物體。4320線版本的角分辨率將更為精細,為高階自動駕駛提供堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
這些參數(shù)背后,反映出禾賽6D激光雷達看得更清晰,而且與傳統(tǒng)激光雷達相比,不但能看到,而且看得懂。
AI汽車,只要這一個傳感器其實就夠了——和攝像頭相比,不用復(fù)雜算法還原3D場景,直接輸出真實無畸變的環(huán)境信息。
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這也給6D激光雷達帶來了超越AI汽車“眼睛”、“安全帶”的意義:空間智能。
實際上,禾賽通過底層芯片級技術(shù)創(chuàng)新,把傳統(tǒng)激光雷達,變成了物理世界和AI最強鏈接功能件、數(shù)據(jù)入口。
6D激光雷達,技術(shù)突破在哪里?
RGB三色感知能力的核心,來自激光雷達接收端芯片——畢加索 SPAD-SoC:
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SPAD(單光子雪崩二極管)是一種對光極其靈敏的探測器,原理如同一個極靈敏的“光子開關(guān)”,工作在蓋革模式下的它,一旦探測到一個光子,就能觸發(fā)一次雪崩效應(yīng)并輸出一個清晰的數(shù)字脈沖。
從“幾百個”到“一個”光子,這種探測靈敏度的數(shù)量量級提升,再疊加能耗、集成度、固態(tài)化、數(shù)字信號等等優(yōu)勢,使得SPAD成為下一代超高性能激光雷達的核心技術(shù)。
到這一步,一般的玩家就可以宣稱實現(xiàn)了激光雷達“代際”進化,但禾賽的探索遠不止于此。
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禾賽6D全彩激光雷達芯片,并非簡單地將一個傳統(tǒng)的CMOS圖像傳感器和一個SPAD芯片封裝在一起,而是在芯片設(shè)計的最底層——像素級別,將3D感知與顏色感知進行了原生融合。
SPAD像素本身對光的波長(即顏色)不敏感,只能計數(shù)光子數(shù)量。為了讓它能區(qū)分顏色,禾賽的“畢加索”芯片在每個SPAD像素的上方,覆蓋了一層極其微小的彩色濾光片陣列:
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該陣列由紅、綠、藍(RGB)等不同顏色的微型濾鏡組成,每個濾鏡只允許對應(yīng)顏色的光通過并到達下方的SPAD像素。
通過分析被不同顏色濾鏡覆蓋的像素接收到的光子數(shù)量,結(jié)合算法就能重建出該區(qū)域的真實色彩,這與數(shù)碼相機的成像原理類似。
如何同時“測量距離”呢?
在SPAD探測到光子并產(chǎn)生信號的同時,芯片內(nèi)部的精確計時器會測量從激光發(fā)射到光子返回的飛行時間(ToF)。這個時間信息直接轉(zhuǎn)換成了物體的距離。
因此,在一個芯片上,每個像素點都并行執(zhí)行著“計數(shù)顏色光子”和“測量光子飛行時間”這兩項任務(wù)。這帶來的結(jié)果就是,芯片生成的每一個點云數(shù)據(jù)點,都原生在空間和時間上完美對齊地包含了空間坐標和顏色信息。
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這是一種激光雷達底層結(jié)構(gòu)、范式級的革命。
“像素級原生融合”解決了傳統(tǒng)“激光雷達+攝像頭”方案中長期存在的痛點,帶來了兩個根本性的優(yōu)勢:
- 本質(zhì)上的時空對齊:由于顏色和深度信息來自同一個物理像素,兩者的數(shù)據(jù)在空間和時間上是“天生”對齊的。這避免了傳統(tǒng)方案中,由于兩個獨立傳感器位置和采樣頻率不同而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)錯位問題。
- 革命性的“超感光”能力:SPAD的“單光子探測”能力賦予了它極高的靈敏度,即使在極低光照環(huán)境下也能清晰成像。這使得搭載該芯片的激光雷達在夜間也能可靠地識別交通信號燈、路牌等帶有顏色信息的關(guān)鍵目標,而這是傳統(tǒng)攝像頭難以做到的。
通過在芯片設(shè)計的最底層,即像素層面,對光電二極管的結(jié)構(gòu)、濾鏡層和計時電路進行了重新設(shè)計和深度融合,從而在一個芯片上實現(xiàn)了對物理世界更本質(zhì)、更完整的數(shù)字表達。
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激光雷達年初被熱議,高線數(shù)方案在華為推動下,成為了被用戶、車企追捧的“新”技術(shù)潮流。
但激光雷達“一哥”的選擇,出人意料:率先開始在底層芯片架構(gòu)層面進行創(chuàng)新,線數(shù)提高是隨著芯片物理結(jié)構(gòu)升維同步提高。
不以堆線數(shù)為目標進行迭代,禾賽最終的方案,卻在“線數(shù)”這個維度對所有傳統(tǒng)方案形成降維打擊,給出了看似遠超當下“車載”需求的性能、體驗方案。
時代變了,激光雷達也變了
激光雷達跟AI技術(shù)、產(chǎn)品緊密結(jié)合在一起,大概經(jīng)歷過3個不同的歷史階段。
從DARPA挑戰(zhàn)賽開始,第一代機械式激光雷達登場,展現(xiàn)出的是難以替代的“冗余”、“補盲”價值,并在Velodyne的推動下成為自動駕駛核心傳感器之一。
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后續(xù)隨著自動駕駛從演示走向落地,在成本需求驅(qū)動下,半固態(tài)產(chǎn)品登場,賦予智能汽車“安全”內(nèi)涵,代表玩家禾賽等中國玩家,徹底淘汰了Velodyne,讓機械式激光雷達的線數(shù)擴張,永遠停留在64線。
第三代,則是“固態(tài)化”——芯片化的突破,尤其是接收端的SPAD技術(shù),讓高線數(shù)激光雷達成熟落地。但也有局限性,比如成本、能耗等等。
禾賽的6D激光雷達,是行業(yè)向第四代方案探索的第一步:
試圖終結(jié)激光雷達、攝像頭路線之爭,在物理架構(gòu)層面完成二者統(tǒng)一。
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更強的性能是水到渠成的結(jié)果,禾賽探索路徑背后,更深刻的是自動駕駛、智能汽車、AI的技術(shù)浪潮趨勢。
客觀的事實也表明,每一代激光雷達“卷線數(shù)”的競爭,無一例外走不遠,很快就會被全新技術(shù)架構(gòu)從底層顛覆。
車的層面首先是艙駕融合,依托VLA、世界模型架構(gòu),產(chǎn)生了艙駕融合的超級智能體,徹底打破傳統(tǒng)座艙與輔助駕駛割裂的行業(yè)瓶頸,構(gòu)建“思考-感知-規(guī)劃-執(zhí)行”全域一體的全新體驗。
驅(qū)動因素AI范式體系在代際更替中不斷向物理世界逼近:剛火了一年的VLA,已經(jīng)開始被快速迭代。
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行業(yè)共識正在從語言模型轉(zhuǎn)向能理解物理規(guī)律的多模態(tài)世界模型。從“預(yù)測下一個詞”到“預(yù)測世界下一狀態(tài)”,這一范式標志著AI開始掌握時空連續(xù)性與因果關(guān)系。
借助世界模型,AI從認知、識別轉(zhuǎn)向理解、推理,成為具身智能和客觀環(huán)境自主高效交互的基礎(chǔ),從“認知”到“推演”發(fā)生質(zhì)變。
這也讓AI汽車,成為物理AI落地的第一個物種:不再按照預(yù)設(shè)規(guī)則行駛的機器,而是能夠自主理解環(huán)境的物理邏輯、預(yù)判行為、應(yīng)對從未見過的長尾場景。
汽車之后,更波瀾壯闊的浪潮已經(jīng)在孕育——具身智能,正脫離實驗室演示,進入產(chǎn)業(yè)篩選與落地階段。
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陪伴機器人、服務(wù)機器人、工業(yè)機器人……所有這些“身體”都需要一個理解物理世界規(guī)律的“大腦”,也都需要大量的物理交互數(shù)據(jù)來訓(xùn)練。
而過去的數(shù)據(jù)入口,有無法回避的三大瓶頸:
其一,三維空間數(shù)據(jù)稀缺。互聯(lián)網(wǎng)上有海量的文字和圖片,但幾乎沒有現(xiàn)成的、大規(guī)模的、高保真的三維場景數(shù)據(jù)。物理AI需要的不是像素,而是帶有精確幾何結(jié)構(gòu)、材質(zhì)屬性、光照信息的三維世界。
其二,采集成本極高。學(xué)術(shù)界和工業(yè)界要獲取三維場景數(shù)據(jù),傳統(tǒng)做法是用一圈上百個相機環(huán)繞被拍攝物體(電影《黑客帝國》中“子彈時間”首創(chuàng)的拍攝方式),從極多角度獲取信息再靠算法重建三維環(huán)境,但設(shè)備極其笨重昂貴,根本無法讓人帶著它到處走,只能服務(wù)于少量實驗室場景,無法規(guī)模化。
其三,標注效率低下且質(zhì)量不足,如果要修改一個物體的位置,在照片中需要復(fù)雜的摳圖操作,且由于沒有結(jié)構(gòu)信息,移動后的光影關(guān)系和位置關(guān)系很難真實。
而物理AI訓(xùn)練需要大量可編輯、可交互的三維場景,以生成合成數(shù)據(jù)和模擬物理交互,單一的攝像頭或傳統(tǒng)激光雷達很難滿足需求。
所以,禾賽6D激光雷達誕生的真正原因,不是車端千線激光雷達不夠用,而是需要以AI汽車為載體,落地第一個原生、前融合的物理AI數(shù)據(jù)入口。
從另一個角度看,這也是AI第一性原理的體現(xiàn),而且是更符合AI、機器的第一性原理,而非馬斯克從人類視角出發(fā)的純視覺第一性原理。
未來的發(fā)展方向,禾賽也給出了參考:
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禾賽的空間智能AI硬件KOSMO,顯得格外前瞻和合理,能夠完整拍攝記錄3D世界的便攜設(shè)備,集成了自研激光雷達與攝像頭模組,結(jié)合空間感知算法與AIGC算法,可對真實物理空間進行三維掃描與重建,生成高保真三維模型。
讓三維數(shù)據(jù)采集從“奢侈品”變成“標準資源”,且數(shù)據(jù)具備可編輯和可交互的屬性。
同理,這樣的數(shù)據(jù)入口,可以在車端,可以手持,可以在機器人身上、甚至可以佩戴在智能眼鏡上……
在激光雷達行業(yè),有一條看似簡單的競爭路徑——堆線數(shù)。從128線到512線,再到最近的近千線甚至超千線產(chǎn)品,線數(shù)成為消費者最容易感知的指標。
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但禾賽始終知行合一:行業(yè)卷PPT的時候,禾賽卷量產(chǎn)交付;行業(yè)卷交付的時候,禾賽拼線數(shù);行業(yè)卷線數(shù)、卷低價的時候,禾賽卷技術(shù)、卷體驗。
激光雷達的確是智能汽車、具身智能浪潮中給“淘金者”賣“鏟子”的聰明生意。
但當這項賣鏟子的生意,變成比“誰的鏟子更大、更便宜”的時候,禾賽最先意識到問題,又最早抓住新的技術(shù)浪潮——開始搭建那個讓淘金者真正能挖到金子的基礎(chǔ)設(shè)施。
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