2007年洛杉矶车展设计大赛的主题为:展望2057;意于让设计师们展示对50年后汽车的设想。各大厂商纷纷出力,带来了各种天马行空的作品:奥迪带来一款单人小车Virtuea Quattro,液态金属的车身可以如同终结者般随时变形。本田1/4 Concept可以随时拆分成4个单人的摩托车单元,需要时还可以合体成整车。大众SlipStream可由两个后轮保持平衡,在低速行驶时车身垂直地面节省空间,高速行驶时才将车身落下水平于地面。一个个作品无所不用其极,把最激进的设计全部囊括其中。
当有记者采访汽车设计教父乔治亚罗,询问其对这些50年后设计的看法时,老先生一语惊醒梦中人:“50年太遥远,汽车会变成什么样子我说不好,不过有一点我觉得他们都错了,那时候的汽车不会是人来开的,肯定是用不着设计方向盘的”。
短短几年时间过去,自动驾驶的概念已经红遍全球,我们不由得相信,用不了50年,可能就在这几年内,我们真的就可以丢下方向盘,享受自动驾驶的便利了。梅赛德斯奔驰,宝马,奥迪,沃尔沃等厂商在2014款部分车型上车型已经推出了低速自动驾驶辅助,帮助驾驶员应对城市路况的紧急情况;一并推出的还有能在高速路上接近自动驾驶的自适应巡航和主动车道辅助功能。
日产CEO在2014年宣称,在2020年之前,消费者定将可在4S店内买到日产公司的自动驾驶汽车。而谷歌已经将这一技术付诸实践,自2012年开始路试以来,谷歌全自动驾驶汽车已经总计在真实路况下行驶超过110万公里,无重大事故发生,仅有12起小磕小碰,且都并非是谷歌汽车的技术问题所致。(其中8起为被后车追尾,2起为其他司机的停车场剐蹭,1起为侧向司机路口抢行,最后一起是某谷歌员工手动驾驶车辆所致。)这充分说明了,自动驾驶这一技术从本质上是绝对可行的,走进千家万户。在今年3月,特斯拉的首席执行官Elon Musk更是放出豪言:我们一定会看到有这么一天,法律将禁止一切不具备自动驾驶功能的车辆上路。
缺失的一环
既然自动驾驶技术已经如此成型,那为什么今天我们还没有看到无人汽车在满大街跑呢?这其中包括着政策法规,技术推广和商用成本的问题,而成本则是重中之重。目前一台谷歌自动驾驶汽车的成本为15万美金,和北美市场上宾利入门车型的售价相差无几,考虑到谷歌汽车无论从品牌,空间,性能等方面都比起宾利相差甚远,恐怕是没人愿为这一科技买单的。而这高昂的成本究其原因,有7万美金,接近一半的成本来自于激光雷达——自动驾驶汽车顶上的这个足球一般大的球体,也是目前自动驾驶汽车最为核心的科技所在。
那我们不由得要想,既然这个又大又丑球体如此昂贵,又妨碍美观,还给汽车增加风阻,难道就不能被替代么?很遗憾,不能。激光雷达,准确讲叫做激光探测和测距系统,有着传统的各种传感器所达不到的高性能,让汽车真正有了感知周围环境的能力。
传统的无线电波雷达,也就是军舰,飞机上使用的传统雷达探测距离远,但是精度严重不足,仅能识别较大的物体,而且定位误差在10米的这个量级。可以想象的是,我们平时的跟车距离不过只有数米,会车时的距离有时不到一米,这时10米的误差显得完全不能接受,好比是司机戴着毛玻璃眼镜在开车。而我们通常的超声或红外倒车雷达的技术精度足够,但是探测距离只有数米,好比是司机戴着显微镜开车,明显不满足高速行车的要求。而激光雷达则在性能上非常卓越,有效探测距离可以长达一公里,探测精度的误差只有几个厘米,因此成为了自动驾驶技术的不二之选;所以,对现有激光雷达技术的提升和改进,将会给这一行业带来质的飞跃。
硅谷深度科技-Quanergy System
在2015年上半年,众多科技巨头将目光投向了一家已经成立了三年的早期公司:Quanergy System。这家公司运用相控阵激光雷达的技术,将激光雷达体积大大缩小,并且将成本控制在非常低的水平,一跃成为硅谷最为炙手可热的公司之一。相控阵雷达已经有几十年的历史,但在激光雷达的应用尚属首次。谷歌汽车所采用的激光雷达,所采用的是机械式的扫描方法,通过一圈圈旋转的方式监测360度的情况,这和我们在电影中经常见到的机械防空雷达的本质是一样的。而相控阵激光雷达则采用了电子扫描的方式,用改变相位的方法实现全方位的扫描,这和军舰上所使用的“宙斯盾”雷达原理是相似的。
Quanergy的相控阵激光雷达相比于传统激光雷达,有着非常显著的优势:首先:原件体积小,便于安放;由于节省了旋转马达的体积从而尺寸大大缩小,这带来的好处是在汽车上可以不影响外形的隐蔽安放,而不需要在车顶上放一个足球大小的元件。其次是探测精度高,反应更快;机械雷达扫描周期完全由机械旋转决定,扫描周期要在大约0.1秒的这个量级,相当于驾驶员每一秒只能睁眼几次,这在瞬息万变的实际路况上多少成为一个制约因素,而电子扫描的周期只有几个毫秒甚至微秒,完全可以适应任何情况。最后,可靠性高,价格低廉;机械激光雷达由于有电机的物理旋转,寿命更短,更加耗能同时及其昂贵,而相控阵激光雷达能完美的解决这一问题。而相比于传统激光雷达7万到10万美元的价格,Quanergy的硬件解决方案总价只有数千美金,这意味着用户用升级一套汽车音响的价格买下自动驾驶技术成为了可能。
Quanergy的技术看似简单,却有着深度的技术壁垒。公司虽然仅仅成立了三年的时间,但研发工作已经进行了十余年,事实上这家公司便来源于创始人Dr.Louay Eldada的博士课题。Dr. Eldada是哥伦比亚大学电子工程专业的博士,他和他的团队钻研这一问题已经有多年之久,攻克了一个又一个的技术难题。比如如何将激光雷达的成本控制在市场愿意买单的区间内,抑或如何用对人类肉眼没有任何损害的低功率激光完成高精度的探测等等。在技术上的积累使得Quanergy处于技术上的绝对垄断地位,现有相控阵激光雷达的相关专利20个,涵盖了雷达硬件界相关软件等多个领域。这家公司现有40余名员工,但是超过半数是美国名校的相关专业博士毕业生,可以说在深度科技的创新之路上,Quanergy与追赶者的差距还在拉大。
改变世界
Quanergy的第一款产品Mark VIII已经在2014年9月投入使用,已经应用在奔驰,现代等公司的实验车型上面,正在积极的路试,为软件模块积累经验。公司计划在2016年中期推出新一代产品,将以更加成熟的技术和更为低廉的价格正式打入市场,率先投入大规模使用。
Quanergy的激光雷达技术不仅可以应用于在乘用车市场,更有着极为广阔的应用前景。比如应用激光雷达的3D建模和地图绘制。谷歌使用卫星拍摄云图和取景车拍摄街景建立了由2维图像构成的Google Earth。而运用激光雷达技术,则可以将空间三维景象真实记录下来。这广阔的应用前景更是给了Quanergy无限的发展可能。
坐拥着最尖端的深度科技和最梦幻的技术团队,Quanergy已经成为硅谷投资人争相追捧的对象。在2014年5月,Quanergy便获得了来自三星电子风险投资,特斯拉创始人以及清华企业家协会天使基金的种子投资,在2014年12月更是完成了一轮融资额为3000万美金的A轮融资,并且与奔驰和现代等汽车厂商签署了合作文件。
值得一提的是,硅谷的华人创投基金——清华企业家协会天使基金(TEEC Angel Fund)也投资了Quanergy的种子轮融资,这也给Quanergy加入了强有力的中国背景。TEEC Angel Fund的创始合伙人Eugene Zhang表示:“我们投资Quanergy,主要还是看重这一公司强大的技术背景,无论是研究水平,知识产权,还是技术团队都让我非常震撼。同时市场前景不可估量,在我们所投资的大约100家企业里,Quanergy无疑是最有可能成为独角兽的公司之一。”
当追问到关于这只“独角兽”的未来时,Eugene更是评价到:“我一直非常不喜欢用‘改变世界’这个词,因为现在硅谷人人都在这么说,已经是用烂了的说法。但是Quanergy这家公司,我想会是改变世界的,如果这都不算做改变世界的话,那么这个世界上也就没有公司能做到了。”