Ô tô LiDAR bắt nguồn từ cuộc đua Grand Challenge của Cơ quan quản lý Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến Mỹ (DARPA), một cuộc đua AV nhằm thúc đẩy sự phát triển các phương tiện mặt đất hoàn toàn tự động. LiDAR được giới thiệu trong cuộc đua thứ hai năm 2005.

Hai năm sau, năm trong số sáu xe hoàn thành cuộc đua có các thiết bị LiDAR gắn trên mui xe. Từ đó, công nghệ mới LiDAR phát triển nhanh chóng và theo công ty nghiên cứu thị trường Yole Développement (Lyon, Pháp), những ứng dụng cho ô tô sẽ là động lực chính phát triển trong 5 năm tới.

Alexis Debray, nhà phân tích thị trường và công nghệ tại Yole cho biết: “Thị trường LiDAR cho ADAS (Hệ thống hỗ trợ người lái tiên tiến ) sẽ đạt mức tăng trưởng hàng năm là 114%, từ 19 triệu USD năm 2019 lên 1,7 tỷ USD năm 2025. Kỳ vọng rất cao, nhưng thị trường LiDAR hiện đang đối mặt với những khó khăn và đòi hỏi các giải pháp táo bạo.

Theo đánh giá thị trường, hệ thống LiDAR quá đắt để sản xuất hàng loạt cho xe tiêu dùng. Xu hướng hiện nay mà Các nhà sản xuất LiDAR xác định là những chiến lược tích cực và những nỗ lực giảm giá thành.

Năm 2020, Luminar công bố các giải pháp trên LiDAR với giá dưới 1000 USD. Velodyne, công ty sản xuất LiDAR 3D thời gian thực đầu tiên năm 2005, cho biết có kế hoạch đạt đơn giá trung bình là 600 USD năm 2024, giảm từ 17,900 USD năm 2017. Các nhà sản xuất LiDAR Trung Quốc, có đơn giá bằng 1/5 các công ty khác, đơn giá dưới 1.000 USD và đang dần chiếm thị phần.

Song song cùng giảm giá là duy trì và giảm khối lượng. Nhưng đến nay, số lượng sản phẩm tăng không đáng kể, chưa thể đưa vào ứng dụng đại trà. Debray nói: “LiDAR phải đáp ứng được nhu cầu tiêu dung”, ông nhận xét:

 “Trong thị trường công nghiệp, bao gồm sản xuất và hậu cần, có xu hướng rõ ràng là tự động hóa trong đó LiDAR đóng một vai trò quan trọng. Trong ô tô, 600 USD quá đắt cho một cảm biến xe hơi nếu so với camera ADAS với giá bán trung bình là 80 USD. Do đó, thiết bị LiDAR phải có giá dưới 100 USD cho các ứng dụng ô tô tầm ngắn ”.

Debray cho biết, kế hoạch Velodyne đi kèm với những rủi ro, nhưng “điều cần thiết đối với thị trường ô tô và ngành công nghiệp là giảm giá và có những thay đổi cần thiết”.

Theo dõi những quan hệ đối tác giữa các nhà sản xuất LiDAR và các nhà sản xuất ô tô, Yole dự đoán khoảng 3,2% ô tô cá nhân sẽ tích hợp LiDAR vào năm 2025.

Năm 2017, Audi và Valeo mở đường trong tích hợp Valeo’s SCALA LiDAR vào Audi A8. Valeo’s LiDAR hiện được triển khai trên các mẫu xe hơi khác như Audi A6, A7, Q7 và Q8. Valeo đang hợp tác với Mercedes phát hành phiên bản S-Class sử dụng LiDAR thế hệ thứ hai của Valeo, SCALA 2.

Các quan hệ đối tác cũng được thiết lập như Innoviz với BMW, Luminar với Volvo, Velodyne với Hyundai và Ibeo với Great Wall Motors. Pierrick Boulay, nhà phân tích thị trường và công nghệ tại Yole cho biết: “Đây chỉ là sự khởi đầu và sẽ có thêm nhiều quan hệ đối tác trong tương lai.

Xu hướng hợp nhất cũng đang phát triển. Ngoài quan hệ đối tác giữa các nhà sản xuất LiDAR, nhà cung cấp xe Cấp 1 và nhà cung cấp phụ tùng chi tiết (OEM), một số nhà cung cấp xe Cấp 1 bắt đầu mua lại các công ty LiDAR.

Continental mua lại ASCar, một bộ phận của công ty Các Ý tưởng Khoa học Tiên tiến (Advanced Scientific Concepts) năm 2016, công ty khởi nghiệp ô tô tự lái Aurora Innovation mua lại Blackmore vào năm 2019. Năm 2018, ON Semiconductor mua SensL Technologies và Luminar mua Black Forest Engineering.

 Xu hướng phát triển tiềm năng của LiDAR.

Ngành công nghiệp ô tô toàn cầu thực sự đang đối mặt với áp lực ngày càng lớn. Sự ra đời của những công nghệ kết nối, tự hành, chia sẻ thông tin và điện hóa (CASE) khiến các công ty ô tô có được hàng loạt những lựa chọn công nghệ mới.

Các nhà sản xuất ô tô cần xác định đúng hướng ưu tiên, phù hợp với sở thích và yêu cầu của khách hàng. Boulay cho biết: “Hai xu hướng chính hiện đang thúc đẩy ngành công nghiệp ô tô: điện khí hóa và tự động hóa hoàn toàn.Từ năm 2009, luật của Liên minh châu Âu áp đặt các tiêu chí phát thải bắt buộc đối với ô tô mới.

Lượng phát thải CO2 trung bình phải giảm 15% năm 2025 và 37,5% năm 2030. Những mức giảm này chuyển thành giá trị mục tiêu là 95g CO2 /km năm 2021 và 81 g / km năm 2025. “Điện khí hóa đòi hỏi thời gian và rất nhiều của R&D, làm trì hoãn hoặc giảm bớt những dự án phát triển tự động hóa cho OEM, ” ông Boulay nhận xét và nói thêm:

 “Các nhà sản xuất phải thận trọng LiDAR không phải là công nghệ cảm biến duy nhất đang phát triển, hoàn thiện và nâng cấp. Radar đang chuyển sang độ phân giải cực cao và camera ảnh nhiệt 360o cũng có thể xuất hiện, LiDAR có chi phí đắt gấp 10 lần nếu so với camera hoặc radar, nếu các OEM có thể tìm ra các giải pháp rẻ hơn với hiệu quả tương tự như LiDAR, OEM sẽ áp dụng công nghệ này”.

Một số OEM ô tô hoàn toàn không sử dụng LiDAR mà hướng đến sự kết hợp giữa cảm biến và điện toán Trí tuệ nhân tạo (AI) nhằm đạt mức tự động hóa cao. Dẫn đầu xu hướng này là Tesla. Giám đốc điều hành công ty Elon Musk gọi LiDAR là “việc vặt ngu ngốc” tại sự kiện Ngày Tự động hóa đầu tiên của công ty tháng 4/2019. “Bất cứ ai dựa vào LiDAR đều bị diệt vong,” Musk nói. "Đây là những cảm biến đắt tiền không cần thiết."

Boulay thừa nhận, phương pháp tiếp cận của Tesla rất đáng quan tâm. “Tesla sử dụng phương pháp tiếp cận giả LiDAR bằng giải pháp đặt các camera quanh xe, sử dụng máy tính tạo hình ảnh 3D chính xác về môi trường.”

Máy tính AI được sử dụng để phân tích vạch kẻ làn đường và dự đoán hành vi của các phương tiện khác. Boulay nói thêm: “AI không chỉ phân tích hình ảnh mà còn phân tích các pixel riêng lẻ trong hình ảnh để tính độ sâu của mỗi pixel. Toyota cũng đang nghiên cứu phương pháp tiếp cận tương tự”.

Elon Musk là nhà tư tưởng có tầm ảnh hưởng với những phát ngôn có tác động lớn. Tesla Model S là xe đầu tiên có được những tính năng tự hành. Boulay gọi Tesla’s Autopilot là “một bước tiến vĩ đại đối với xe tự lái” nhưng nhấn mạnh “kể từ khi đưa ra thị trường, nhiều vụ tai nạn xảy ra do lạm dụng tính năng này vì lái xe phụ thuộc quá nhiều vào hệ thống ADAS.”

Boulay cho rằng, vụ tai nạn ô tô khiến người đi bộ Elaine Herzberg thiệt mạng năm 2018 do xe tự lái Uber đâm phải đã thực sự khiến các OEM, Cấp 1 nhận thấy, để xe ô tô hoàn toàn tự chủ phức tạp hơn nhiều và đòi hỏi "nhiều thập kỷ để đạt được quyền tự động hóa điều khiển thực sự."

Ông Debray lưu ý, Elon Musk không phản đối LiDAR trong các ứng dụng công nghiệp: SpaceX đang sử dụng DragonEye LiDAR cho tàu vũ trụ Dragon và Crew Dragon. Câu hỏi đặt ra đối với Musk là: "Tại sao con người trên trái đất không thể an toàn như người ngoài vũ trụ?"