Лидары работают как глаза, которые могут видеть на 360 градусов, и многие автопроизводители используют их для построения трехмерных карт среды, окружающей автомобиль. На пути к массовому использования лидаров, впрочем, существует определенные проблемы и трудности.
Автомобильные приложения лидаров возникли после конкурса DARPA Grand Challenge, проведенного агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (это соревнование было направлено на развитие беспилотных транспортных средств). Лидары были представлены во втором конкурсе в 2005 году. Два года спустя пять из шести автомобилей-участников были оборудованы лидарами, установленными на крыше. С тех поры лидары стали очень быстро развиваться, и согласно прогнозам исследовательской компании Yole Development (Лион, Франция), именно автомобильный рынок будет способствовать их развитию.
Рынок лидаров для ADAS будет расти на 114% за год с 19 млн. долларов в 2019 до 1,7 млрд. долларов в 2025 году, утверждает Алексис Дебре, аналитик по рынку и технологиям из Yole. Ожидания очень высоки, но сейчас рынок лидаров сталкивается с рядом проблем, и на нем нужно предпринимать смелые действия.
Цены снижаются, но объемы поставок очень малы
Исторически сложилось так, что системы лидаров были слишком дорогими для массового производства и интеграции в потребительские автомобили. Сейчас положение дел меняется: производители лидаров стали действовать агрессивно, и за последние три года цены значительно упали.
В прошлом году компания Luminar анонсировала лидарные системы, которые будут стоить меньше 1000 долларов. Компания Velodyne, разработавшая первый 3D-лидар, работающий в реальном времени, в 2005 году, заявила, что к 2024 году их продукты будут стоить порядка 600 долларов (в 2017 они стоили 17 900 долларов). В свою очередь, китайские компании (продукты которых стоят примерно в пять раз дешевле) выводят на рынок устройства, стоящие меньше 1000 долларов, и их доля рынка растет.
Впрочем, падение цены не означает рост объема производства. К настоящему моменты объемы значительно не выросли, равно как и нет массовой интеграции лидаров. Лидары должны отвечать потребностям, утверждает Дебре. На промышленном рынке, в который также входят производство и логистика, существует тенденция к автоматизации, и лидары играют в ней значительную роль. 600 долларов за датчик это все еще большая сумма для американской автомобильной промышленности, особенно если сравнивать с камерами для ADAS, они стоят примерно 80 долларов за штуку. Именно поэтому сейчас мы слышим об автомобильных лидарах небольшого радиуса действия, которые будут стоить примерно 100 долларов.
Впрочем, план Velodyne подразумевает некоторый риск. Дебре сказал, что необходимы перемены, и для автомобильного рынка и промышленности нужно снижение цен.
Многие начинают сотрудничать, но давление растет
Основываясь на анализе партнерских отношений между производителями лидаров и автопроизводителями, Yole делает прогноз, что к 2025 году лидарные системы будут установлены в 3.2% автомобилей.
Пионерами стали Audi и Valeo в 2017 году система Valeo SCALA LiDAR была интегрирована в Audi A8. Сейчас лидары от Valeo используются в Audi A6, A7, Q7 и Q8. Также Valeo сотрудничает с Mercedes, в их недавнем S-Class используется SCALA 2 лидарная система второго поколения.
Позднее были заключены партнерские сделки между Innoviz и BMW, Luminar и Volvo, Velodyne и Hyundai и Ibeo с Wall Motors. Это только начало, и в будущем партнерских сделок будет все больше так сказал Пьеррик Буле, аналитик по технологиям и рынку из Yole.
В отрасли происходит консолидация. Помимо партнерских отношений между производителями и Tier-1/OEM производителями, стоит отметить тот факт, что некоторые лидарные компании были куплены Tier-1 поставщиками. Continental приобрела ASCar, подразделение Advanced Scientific Concepts, в 2016 году, а стартап по производству беспилотных автомобилей Aurora Innovation приобрел Blackmore в 2019 году. В 2018 году ON Semiconductor купила SensL Technologies, а Luminar купила Black Forest Engineering.
Впрочем, Дебре отметил, что пока непонятно какая именно стратегия станет выигрышной, и какого размера должен достигнуть рынок, чтобы произошло множество приобретений.
Мировая автомобильная промышленность действительно сталкивается с значительным давлением. Появление технологий сетевого взаимодействия, систем беспилотной езды, каршерингов и электромобилей (технологий CASE) открывает перед автомобильными компаниями большие возможности. Всем автопроизводителям придется выбрать правильное направление развития, чтобы расставить приоритеты и соответствовать предпочтениям и требованиям клиентов. Буле утверждает, что сейчас индустрия держится на электрификации и системах беспилотной езды. С 2009 года в ЕС введены нормативы выхлопов для новых автомобилей. Выбросы CO2 в среднем должны снизиться на 15% к 2025 году и на 37.5% к 2030 году. Эти сокращения можно перечитать в 95 г/км в 2021 и 81 г/км в 2025. Для электрификации транспорта нужно много исследований и инженерной работы, и некоторые производители оборудования могут из-за этого сократить свои усилия в области беспилотного транспорта, добавил Буле.
Впрочем, компаниям нужно быть осторожными, поскольку дорабатываются и развиваются не только лидары. Буле отметил, что появляются радары сверхвысокого разрешения, также могут появиться тепловые камеры. Лидары по прежнему дороги, они более чем в 10 раз дороже камер и радаров, и если OEM-производители смогут найти более дешевые решения с производительностью лидаров, то они их примут.
Некоторые автопроизводители вообще не используют лидары они делают ставку на сочетания датчиков и вычисления на основе ИИ для достижения автоматизации высокого уровня. Среди подобных компаний наиболее заметной является Tesla. Ее генеральный директор Илон Маск на Autonomy Day в апреле 2019 года утверждал, что лидарами будут заниматься только дураки. Те, кто будут заниматься лидарами, обречены, сказал Маск. Это дорогие и ненужные датчики.
Буле считает, что за методами Teslа стоит внимательно следить. Они используют подход, похожий на использование лидаров. В их автомобилях используются камеры, установленные вокруг всего кузова, и по их изображениям строится трехмерное отображение окружающей среды. Вычисления на основе ИИ используются для анализа разметки и прогнозирования поведения других транспортных средств. Буле добавил, что их система анализирует не только изображения, но и отдельные пиксели, чтобы оценить глубину каждого из них. Также подобными методами и технологиями пользуется Toyota.
Безусловно, Маск заметный мыслитель, который может оказывать значительное влияние на индустрию. Tesla Model S была первым автомобилем с функциями беспилотной езды. Буле сказал, что автопилот Tesla это большой шаг к созданию беспилотных автомобилей, но также добавил, что с момента выпуска произошло множество аварий в результате неправильного использования этой системы. Водители слишком сильно полагались на ADAS.
Смерть пешехода Элейн Херцберг в 2018 году (ее сбил беспилотный автомобиль Uber) открыла глаза OEM, Tier-1 и Tier-2 производителям, сказал Буле. Они поняли, что создать беспилотный автомобиль намного сложнее, чем казалось ранее, и что для разработки полноценных систем беспилотной езды потребуются десятилетия.
Дебре отметил, что Маск не является полным противником лидаров: SpaceX, другая компания Маска, полагается на лидар DragonEye в своих кораблях Dragon и Crew Dragon. У Дебре есть один вопрос к Маску: почему люди не могут наслаждаться безопасностью на земле так же, как и в космосе?
Рынок сдвигается, но сценарии использования все еще ограничены
Ны рынке лидаров доминируют две традиционные топографические компании: Trimble и Hexagon. Благодаря технологиям и бизнес-моделям эти хорошо зарекомендовавшие себя игроки сталкиваются со значительной конкуренцией со стороны новичков. Дебре считает, что возможно эти компании даже смогут приобрести других производителей лидаров, когда ситуация прояснится.
Немецкая компания Sick хорошо зарекомендовала себя в области производства лидаров для автоматизации производств. Они, вероятно, испытывают большее давление со стороны новичков, хотя у них все еще есть продукты, хорошо подходящие для промышленных приложений, сказал Дебре. Новые лидарные компании должны бросить им вызов, предложив либо более дешевые, либо более производительные решения. Отвечая на вопрос о компаниях, оказывающих влияние на рынок, Дебре отметил Oyster, лидарный стартап из Сан-Франциско, который появился в 2017 году. Недавно их капитализация выросла до 140 миллионов долларов. Специфика Oyster заключается в разработке лидаров на основе технологий, доступных на потребительском рынке лазеров с вертикальным резонатором и однофотонных лавинных диодов. Также на рынке есть компания-новичок Valeo, которая тоже сообщает о своих прибылях с рынка лидаров.
Velodyne и Luminar объявили о своем намерении выйти на биржу до конца этого года. Дебре сказал, что в какой-то момент этим компаниям придется зарабатывать, и это сильно повлияет на положение дел на рынке лидаров.
Китайские производители лидаров, такие как Hesai, Robosense и Surestar, также непрерывно растут и расширяют ассортимент своей продукции. Они зарабатывают не только на сниженных ценах на лидары, но и на многочисленных общественных проектах в области беспилотного транспорта.
Многие разработчики беспилотного транспорта проявляют большой интерес к лидарам. Mobileye, подразделение Intel, разрабатывает собственный лидар, а Waymo единственная компания на этом рынке, выпускающая лидары на коммерческой основе.
В целом, положение дел на рынке лидаров меняется. Цены на датчики снижаются и будут продолжать снижаться в ближайшие годы. Все это должно способствовать внедрению лидаров в автомобили.
Но рынку также нужна диверсификация, нужны новые модели лидаров с специализированными характеристиками для различных приложения, как отметил один из аналитиков Yole.
Буле отметил, что разработка лидаров тесно связана с теми сценариями использования, которые хотят реализовать OEM-производители. Не существует лидаров, применимых для нескольких приложений. Характеристики и размещение лидаров определяются приложением или сценарием использования. В качестве примера он привел езду по шоссе, для которой потребуются лидары дальнего действия с малым углом обзора, размещенные по центру автомобиля, в то время как для парковки или городских сценариев потребуются лидары ближнего действия с большим углом обзора, размещенные по бокам.
