从新的视角看待 LiDAR 技术

美光创投 (Micron Ventures) 始终致力于寻找在使用人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 技术解决各种问题领域和应用方面真正具有创新性的公司。工业和汽车领域的传感器堆栈是我们持续关注的领域之一，更确切地说，我们一直在寻找一种由软件定义的低成本 3D 传感解决方案。

空间感知和 3D 传感

空间和环境感知是阻碍驾驶和工厂等领域广泛实现自主化的关键瓶颈。传统传感系统虽然用到了多种技术，包括摄像头、超声波、雷达和 LiDAR，但这些技术都存在固有的局限性。摄像头传感器由于依赖充足的光线来探测物体，在白天效果良好，但在夜间却表现欠佳。与摄像头相比，雷达传感器在黑暗环境中能够更好地感知物体形状，但它们的分辨率通常有限。迄今为止，光探测和测距 (LiDAR) 技术有望克服这些局限性，在黑暗环境中实现更好的物体探测和 3D 传感，但该技术在雨天或雾天的图像质量和分辨率仍然受到限制。

为此，一些自动驾驶汽车 (AV) 制造商指出，可以通过传感器融合来克服每种传感器固有的局限性，即，同时使用超声波雷达、LiDAR 和摄像头等不同技术，结合它们产生的数据来获得全面的车辆信息。融合多种传感器技术的这种做法有助于克服任何传感器类型的弱点，经证明是目前最好的出路。在过去十年里，LiDAR 传感器领域获得了大量投资，风险投资总额达到了约 60 亿美元（数据来源：Pichbook），甚至在 2020/21 年的 SPAC 热潮中，催生了 8 家 LiDAR 公司（Luminar、Velodyne、Aeva、Ouster、AEye、Quanergy Systems、Cepton Technologies 和 Innoviz Technologies）上市。然而，由于可靠性不高、成本高昂以及精度和分辨率有限，LiDAR 在成为可作为传感器融合产品组合中一部分的实用技术方面仍然面临着挑战。

是时候改变方法了。虽然现有 LiDAR 厂商纷纷专注于对从光源到数据转换和后期处理的硬件进行微调，希望借此实现规模化，但 Red Leader 另辟蹊径，采用了新颖的软件定义方法来提供更大的灵活性，以及实现：

• 在专用片上系统 (SoC) 中加入复杂的专有软件算法，提高分辨率而不影响功耗需求
• 可与不同 LiDAR 传感器（机械与固态、905nm 与 1550nm 的激光源波长，还有现在的脉冲与相干）集成的硬件无关解决方案

与 Red Leader 一起实现飞跃

众所周知，您去看牙医时，牙医会给您看牙齿 X 光片，他们可能会指着上面的一个特定区域，告诉你“这里有一个洞”。但您能看到的只是一个模糊的污点。

没有经过训练的人在分析传统 LiDAR 数据时眼中看到的景象与之类似。就像看清楚牙科 X 光片会更有帮助一样，看清楚 LiDAR 产生的图像也会更有帮助。

这就是 Red Leader 技术的目的。

在主要以硬件为中心的 LiDAR 行业，Red Leader 特有的基于软件的 3D 传感方法带来了更高的性能，还通过开放许可模式在不同制造商之间实现了互操作性。该公司开发了一种专有的 AI 算法和计算数字信号处理 (DSP) 软件解决方案，使光波处理能够在 3D 成像中实现。与传统 LiDAR 无法响应场景且使用基本的单波束来产生信号不同，Red Leader 无需等待返回信号，即可使用多个编码波束传输包含丰富数据的定制波形，并通过解码来自 CDMA 等输入信号的反射波束计算距离。通过利用信号处理技术调制各个方案（直接脉冲飞行时间 [ToF]、间接连续 ToF 和相干完全调制连续波 [FMCW]）的激光信号，Red Leader 可在单个接收器系统中传输多个激光束，与当前 LiDAR 相比，分辨率提高了 100 倍。

Red Leader 将高分辨率（每秒 2,000 万点相比每秒 1,000 万点）传感与边缘计算（自动化回路的延迟 <5ms）相结合来实现空间感知，并且其 3D 传感器对 LiDAR 功能进行了扩展，兼具雷达般的测距范围和摄像头般的分辨率（这在今天是不可能实现的），可支持各种气候条件和光线环境，因此它的性能不受环境变化的影响。在下图中，我们看到行业标准的 16 通道 LiDAR 系统无法生成清晰的点云（通过 LiDAR 生成的图像），但当配备 Red Leader 的 3D 传感软件后，同样的 LiDAR 系统可以清楚地看到物体和人类，而不会影响测距范围或成本。此外，随着越来越多的机器配备 LiDAR 传感器，传统 LiDAR 也容易因串扰（无数不同信号产生的噪声）而导致大范围的测距范围和分辨率降低，但 Red Leader 的 3D 传感解决方案甚至连这个问题都解决了，因为其发射信号束中的每个通道均独一无二。

将 LiDAR 推向多个细分市场

Red Leader 目前瞄准了机器人市场中的自主移动机器人 (AMR) 和自动导引车 (AGV)，意在将其作为滩头阵地，然后利用经验总结和网络效应，逐步打入更广泛的高性能自动驾驶汽车和大众消费电子产品（AR/VR 头显、无人机和智能手机）市场，以此推动自身技术的采用，实现规模经济。通过采用基于激活的商业模式，允许联合开发制造商 (JDM) 或合同制造商 (CM) 许可开放硬件参考设计用于量产，该公司解锁了目前专注于硬件的 LiDAR 制造商所无法实现的规模效益。

自上一轮由美光创投联合领投的融资以来，无论是吸引来自行业领军企业的优秀人才加入，还是获取著名投资者和行业顾问的支持来规模化其创新全栈 3D 传感软硬件解决方案，Red Leader 的联合创始人 Jake Hillard 和 Rebecca Wong 都取得了不错的成绩。通过在 A 轮投资中为 Red Leader 注入资金，美光不仅为 Red Leader 优化边缘计算提供了支持，也使自己成为了更广泛的工业、汽车和消费电子行业中新生但巨大且具有战略意义的 3D 传感市场的领先参与者。

欲了解更多关于 Red Leader 的信息，请收听其首席执行官在 Computex 2022 上的发言和访问 Red Leader 网站

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