Trh s automotive lidary. Bitevní pole s více než stovkou dodavatelů

Lidary představují snímací techniku, která umožňuje vozidlům „vidět“ okolní prostředí a v případě autonomních vozidel také pomáhá rozhodovat o jejich řízení. 3D lidar skenuje paprsky světla a vytváří virtuální model okolí vozidla. Odražené světelné signály se měří a zpracovávají elektronickým systémem vozu s cílem detekovat a identifikovat nalezenou překážku a následně rozhodnout o způsobu interakce s ní. Většina výrobců automobilů považuje 3D lidary za důležitou součást výbavy autonomních vozidel, zejména z pohledu jejich bezpečnosti, a proto se řada z nich spojila s jejich dodavateli. Zde je výjimkou společnost Tesla, která je známá svým odmítavým postojem k používání lidarů.

Analytici konzultační firmy IDTechEx sledují více než stovku firem, které vyvíjejí 3D lidary. Většina z nich dodává své výrobky dále prostřednictvím větších zavedených dodavatelů automobilového průmyslu. Pouze některým výrobcům se podařilo dosáhnout takového pokroku, že se vypracovali do pozice přímého dodavatele automobilek. To se podařilo například francouzské firmě Valeo, která své lidary Valeo Scala dodává do vozidel Audi A8. Jedná se přitom o mechanicky poháněný rotační lidar se čtyřmi lasery.

Významní hráči i nováčci

Nejznámějším výrobcem lidarů je americká firma Velodyne, která zahájila v roce 2005 jejich výrobu svým dnes již legendárním modelem HDL-64 (rotační, mechanicky ovládaný). Později přišla s řadou PuckTM, která zahrnovala kompaktní mechanické lidary pro obecné použití. Aby si udržela náskok, přešla z rychle se rozvíjející techniky rotačních lidarů na nový typ, když v roce 2017 představila technologii MLA (Micro-lidar Array) ve svém lidaru VelarrayTM určeném pro detekci vzdálených objektů. Ten byl v roce 2019 následován dalším typem, tentokrát s krátkým rozsahem detekce (VelaDomeTM). Tato nová koncepce lidarů bez rotujících částí používá jako zdroj světla 128 kanálů VCSEL (vertical-cavity surface-emitting laser), techniku zjištění vzdálenosti ToF (time-of-flight) pracující na vlnové délce 905 nm a detektory s lavinovými fotodiodami (APD detektory). Princip snímacího mechanismu je přísně utajován, ale předpokládá se, že pracuje na elektromechanickém principu. Firma Velodyne uvedla nedávno na trh také malý lidar Velabit, který nabízí úhel záběru (FoV – Field of View) 60° horizontálně a 10° vertikálně. Tento lidar rotuje s frekvencí 10−20 Hz, přičemž se udává, že „vidí“ 80 % na 100 metrů. Své uplatnění nalézá také mimo automobilový průmysl.

Kanadská firma LeddarTech založená roku 2007 představuje další velké jméno v technice lidarů, i když z trochu jiného důvodu. Nabízí moduly pro lidary, v nichž používá svůj SoC čip (LeddarEngineTM system on chip) a také navazující software. SoC čip vyrobený technologií 25 nm je navržen pro ToF lidary a může být ovládán v módu Master nebo Slave. Nový modul (LeddarTM Pixell 3D flash lidar module) uvedený nedávno na trh je určen pro detekci na krátké vzdálenosti v městské zástavbě a pomáhá identifikovat slepá místa, kam lidary běžně „nevidí“. Americká společnost Quanergy začínala jako start-up v roce 2012. Proslavila se vývojem prvního OPA (Optical Phased Array) 3D lidaru pro potřeby automobilového průmyslu. Vzhledem ke zpožděním v zavádění autonomních vozidel do běžného provozu se pozornost firmy v posledních letech zaměřila i na jiné oblasti možného použití lidarů.

Nadějným nováčkem v oboru lidarů je izraelský start-up Innoviz, který si dal za cíl vyvinout 3D lidar založený na otáčení paprsku s pomocí MEMS zrcátka. Jedním z jeho investorů je známý dodavatel do automobilového průmyslu, firma Magna International. Navzdory svému krátkému působení si již Innoviz zajistil smlouvu na dodávku svých produktů InnovizOneTM automobilce BMW v roce 2021. Innoviz také vyvíjí vlastní software pro tzv. „vnímání“ záznamu lidaru (perception software). Dalším nový hráčem na poli s lidary je čínská firma Livox, která vznikla s pomocí známého výrobce čínských dronů, firmy DJI. Livox lidar Mid-40 je typu ToF, který pracuje na vlnové délce 905 nm. Vyznačuje se zorným úhlem 38,4° s úhlovým rozlišením 0,05−0,1° a rozsahem 260 m při 80% odrazu, přičemž používá rotační hranol.

Závěr

Podle modelu vytvořeného ve firmě IDTechEx se v tomto desetiletí ještě nepodaří rozhodnout o vítězném typu lidaru. Ideální 3D lidar bude záviset na typu vozidla, úrovni jeho autonomie, typických jízdních vlastnostech atd. Globální trh s 3D lidary dosáhne v roce 2030 objemu 5,4 miliardy dolarů, přičemž největší podíl na trhu budou mít zřejmě MEMS lidary. To ovšem neznamená, že jsou MEMS lidary jasným vítězem, protože ještě potřebují doladit velikost, rezonanční kmitočet, úhel zrcátka, ale hlavně dosáhnout spolehlivosti vyžadované pro použití v automobilovém průmyslu. Kompletní analýza více než stovky dodavatelů lidarů je uvedena ve zprávě „Lidar 2020–2030: Technologies, Players, Markets & Forecasts“, která je dostupná na www.IDTechEx.com/lidar.