Velodyne

Velodyne — американская компания, специализировавшаяся на разработке и производстве лидаров (LIDAR, Light Detection and Ranging) — датчиков, использующих лазерное излучение для получения трёхмерной информации об окружающей среде. Компания была основана в 1983 году и первоначально занималась производством акустических систем, однако в 2000-х годах переориентировалась на создание лидаров для автономных транспортных средств, робототехники и картографирования. В 2020 году Velodyne стала одной из первых компаний в своей отрасли, вышедших на биржу через слияние со SPAC (специализированной компанией по приобретению). В 2022 году Velodyne объединилась с конкурирующей компанией Ouster, сохранив бренд Ouster.

История

Основание и ранние годы (1983–2005)

Компания была основана Дэвидом Холлом (David Hall) в 1983 году в Сан-Хосе, Калифорния. Первоначально Velodyne занималась разработкой и производством высококачественных сабвуферов и акустических систем для домашних кинотеатров и профессионального звука. Продукция компании, в частности сабвуферы серии Velodyne, получила признание на рынке Hi-Fi и автомобильного аудио.

Переход к лидарам (2005–2010)

В середине 2000-х годов Дэвид Холл, участвуя в соревнованиях DARPA Grand Challenge (гонки автономных автомобилей, организованные Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов США), пришёл к выводу, что существующие датчики для автономного вождения недостаточно эффективны. В 2005 году он разработал первый прототип вращающегося лидара, который мог сканировать пространство на 360 градусов. В 2007 году Velodyne представила коммерческую версию — HDL-64E, который стал первым в мире 64-канальным лидаром, способным генерировать облака точек высокой плотности в реальном времени. Этот датчик был использован командами-победителями DARPA Urban Challenge 2007.

Эра автономных автомобилей (2010–2020)

В 2010-х годах лидары Velodyne стали ключевым компонентом для многих компаний, разрабатывающих автономные транспортные средства. Среди клиентов были Google (Waymo), Uber, Ford, Baidu, а также многочисленные исследовательские университеты. Компания выпустила несколько поколений датчиков, включая более компактные и дешёвые модели: VLP-16 (16 каналов, 2014 год), VLP-32C (32 канала, 2017 год) и серию Puck. В 2016 году Velodyne открыла собственное производство в Сан-Хосе, а в 2017 году — в Китае (совместное предприятие с Baidu и Ford).

Выход на биржу и слияние (2020–2022)

В сентябре 2020 года Velodyne стала публичной компанией, выйдя на биржу NASDAQ через слияние с SPAC-компанией Graf Industrial Corp. (тикер VLDR). Это позволило компании привлечь значительные средства для масштабирования производства. Однако в 2021–2022 годах Velodyne столкнулась с финансовыми трудностями, снижением спроса на дорогие лидары и усилением конкуренции со стороны китайских производителей (например, Hesai и RoboSense). В ноябре 2022 года Velodyne объединилась с компанией Ouster, также производителем лидаров, в сделке по обмену акциями. Объединённая компания продолжила работу под брендом Ouster.

Продукция и технология

Принцип работы

Лидары Velodyne используют технологию времени пролёта (Time-of-Flight, ToF). Лазерный импульс испускается, отражается от объекта и возвращается к датчику. Время задержки позволяет вычислить расстояние до объекта. Вращающийся корпус датчика (на всех моделях, кроме твёрдотельных) обеспечивает обзор на 360 градусов по горизонтали. Вертикальный угол обзора зависит от количества лазерных каналов (от 16 до 128).

Основные модели

Технические характеристики

• Точность: ±2–3 см на дальности до 100 м.
• Частота сканирования: 5–20 Гц (зависит от модели).
• Угол обзора по вертикали: от 30° (VLP-16) до 40° (Alpha Prime).
• Выходные данные: облака точек в формате .pcd, .las, .bin.

Применение

Автономные транспортные средства

Лидары Velodyne были ключевым сенсором в прототипах автономных автомобилей Google (Waymo), Uber, Ford, Baidu и других. Они обеспечивали высокоточное 3D-картографирование окружающей среды, необходимое для навигации без водителя. В 2010-х годах Velodyne занимала доминирующее положение на этом рынке, однако к 2020 году её доля снизилась из-за появления более дешёвых аналогов.

Робототехника и дроны

Модели VLP-16 (Puck) широко применялись в робототехнике, включая складских роботов (например, от компании Fetch Robotics), беспилотные летательные аппараты (дроны) для картографирования местности, а также в сельскохозяйственных и строительных машинах. Компактные размеры и относительно низкая цена (по сравнению с 64-канальными моделями) сделали Puck популярным выбором для исследовательских лабораторий.

Картографирование и геодезия

Лидары Velodyne использовались для создания цифровых моделей местности, 3D-сканирования зданий и инфраструктуры. Например, системы мобильного картографирования, установленные на автомобилях, позволяли получать точные данные для ГИС (геоинформационных систем) и BIM (информационного моделирования зданий).

Военные и промышленные применения

Благодаря высокой точности и надёжности, лидары Velodyne применялись в военных целях (например, для разведки и навигации беспилотных наземных аппаратов), а также в горнодобывающей промышленности для мониторинга состояния карьеров.

Конкуренция и положение на рынке

Основные конкуренты

• Ouster (США) — прямой конкурент, с которым Velodyne объединилась в 2022 году.
• Hesai (Китай) — производитель лидаров для автономных автомобилей, включая модели для Baidu и Pony.ai.
• RoboSense (Китай) — компания, специализирующаяся на твёрдотельных лидарах для массового рынка.
• Luminar (США) — разработчик лидаров для автопроизводителей (Volvo, Mercedes-Benz).
• Valeo (Франция) — производитель серийных лидаров для автомобильной промышленности (например, для Audi A8).

Рыночная доля

В 2010-х годах Velodyne занимала до 70% мирового рынка лидаров для автономных автомобилей. Однако к 2022 году её доля сократилась до 10–15% из-за роста китайских производителей и перехода автопроизводителей к более дешёвым твёрдотельным лидарам. Слияние с Ouster было направлено на консолидацию ресурсов и снижение издержек.

Критика и проблемы

Высокая стоимость

Лидары Velodyne, особенно старшие модели (HDL-64E, Alpha Prime), стоили от $20 000 до $75 000, что делало их недоступными для массового рынка. Это ограничивало их применение в серийных автомобилях и стимулировало развитие более дешёвых альтернатив.

Механическая надёжность

Вращающиеся части лидаров (на моделях с 360-градусным обзором) подвержены износу и требуют регулярного обслуживания. В условиях вибраций и перепадов температур (например, на автомобилях) это могло приводить к снижению точности или выходу из строя.

Конкуренция с твёрдотельными лидарами

К концу 2010-х годов многие компании перешли к разработке твёрдотельных лидаров (без движущихся частей), которые были дешевле, компактнее и надёжнее. Velodyne запоздала с выпуском собственной твёрдотельной модели (Velarray), что ослабило её позиции.

Интересные факты

• Дэвид Холл, основатель Velodyne, изначально был аудиоинженером и получил несколько патентов в области акустики до того, как переключился на лидары.
• Первый прототип лидара HDL-64E был собран вручную из деталей, купленных в магазине электроники, и стоил около $200 000.
• В 2020 году Velodyne выиграла судебный процесс против китайской компании Hesai, обвинив её в нарушении патентов на технологию лидаров. Hesai была обязана выплатить компенсацию и прекратить продажи некоторых моделей в США.
• Лидары Velodyne использовались в проекте Google Street View для создания 3D-моделей улиц.

Источники

• Официальный сайт Velodyne (архив)
• Отчёт Velodyne Lidar Inc. о слиянии с Ouster (SEC Filing, 2022)
• Статья «Velodyne Lidar: A History of Innovation» (IEEE Spectrum, 2020)
• Публикация «The Rise and Fall of Velodyne» (The Verge, 2023)
• Патент США US 7,969,558 B2 (David Hall, 2007)