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汽車(chē)制造

為了讓人類能躺著回家,智能駕駛汽車(chē)都狂堆激光雷達(dá)!

星之球科技 來(lái)源:鳳凰網(wǎng)2021-12-02 我要評(píng)論(0 )   

比如最被大家熟知的國(guó)內(nèi)造車(chē)新勢(shì)力,小鵬、蔚來(lái)等。他們的發(fā)布會(huì)就有種以前的手機(jī)發(fā)布會(huì)的感覺(jué),每一次都有新鮮熱乎的技術(shù)被裝在車(chē)上。咱看手機(jī)發(fā)布會(huì),知道高通驍龍 88...

比如最被大家熟知的國(guó)內(nèi)造車(chē)新勢(shì)力,小鵬、蔚來(lái)等。

他們的發(fā)布會(huì)就有種以前的手機(jī)發(fā)布會(huì)的感覺(jué),每一次都有新鮮熱乎的技術(shù)被裝在車(chē)上。

咱看手機(jī)發(fā)布會(huì),知道高通驍龍 888 理論上要比驍龍 865 好。

手機(jī)的攝像頭呢,也是越多越貴。

手機(jī)發(fā)布會(huì)廠商們喜歡攀比處理器,比誰(shuí)的攝像頭更多,比誰(shuí)的屏幕更大,而車(chē)企這邊則卷起了新東西 —— 激光雷達(dá)。

但這些新車(chē)發(fā)布會(huì)可不像手機(jī)發(fā)布會(huì)那么 “ 通俗易懂 ”。

大家看完發(fā)布會(huì)上的這些激光雷達(dá)的專有名詞,想必都一愣一愣的。

比如蔚來(lái) ET7 發(fā)布會(huì)上,李斌說(shuō) “ ET7 搭載了 1550nm 的激光雷達(dá) ”。

極狐汽車(chē)發(fā)布會(huì)上,阿爾法 S 全新 HI 版搭載了華為自主研發(fā)的車(chē)規(guī)級(jí)等效 96 線激光雷達(dá)。

小鵬 P5 發(fā)布會(huì),小鵬 P5 搭載了等效 144 線的激光雷達(dá)。

手機(jī)發(fā)布會(huì)我知道攝像頭越多越貴,但新勢(shì)力車(chē)企為啥都在往激光雷達(dá)的方向卷?買(mǎi)車(chē)的時(shí)候要怎么考慮這個(gè)因素?

其實(shí)上面那些名詞其實(shí)都指向了一個(gè)東西,激光雷達(dá)。

為什么車(chē)企們喜歡在車(chē)上裝激光雷達(dá)?咱得從根說(shuō)起。

目前市面上所有具備智能駕駛功能的汽車(chē),它們實(shí)現(xiàn)智能的路徑幾乎都是一樣的。

感知 —— 決策 —— 執(zhí)行。

就像我們?nèi)碎_(kāi)車(chē)的邏輯是一樣的,眼睛看到障礙物,大腦進(jìn)行決策什么時(shí)候打方向盤(pán),然后雙手雙腳去執(zhí)行。

而這個(gè)激光雷達(dá),就是智能駕駛汽車(chē)的眼睛之一。

一輛智能駕駛汽車(chē)要想實(shí)現(xiàn)更多的智能駕駛功能,比如 L3 級(jí)別或 L4 甚至 L5 級(jí)別,首先就是要看的清楚。

目前路上跑的智能駕駛汽車(chē)上主要裝了三種眼睛,超聲波傳感器、毫米波雷達(dá)和攝像頭。

超聲波傳感器主要是用來(lái)看近距離的物體,比如停車(chē)時(shí)候探測(cè)周?chē)恼系K物是不是快碰到了。

毫米波雷達(dá)相較于超聲波傳感器看的更遠(yuǎn)一些,比如探測(cè)和前方車(chē)輛的車(chē)距。

但是上面的毫米波雷達(dá)和超聲波傳感器這兩個(gè)眼睛都不能上下看,關(guān)鍵是看不高,它們只能平行看到前方。

并且只能知道障礙物在哪,障礙物長(zhǎng)啥樣它們描述不出來(lái)。

這時(shí)候就需要攝像頭,它可以把近距離的障礙物看的一清二楚,告訴智能駕駛系統(tǒng),障礙物到底長(zhǎng)什么樣。

But 。。

隨著行車(chē)環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜,有些路況僅靠上面這三位兄弟還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

比如之前Uber在美國(guó)的一起事故。

夜間,一位婦女推著自行車(chē)橫穿馬路,被開(kāi)啟輔助駕駛系統(tǒng)的特斯拉徑直撞了上去,這名婦女也當(dāng)場(chǎng)死亡。

后來(lái)根據(jù)公布的行車(chē)記錄儀數(shù)據(jù),初步分析是因?yàn)楫?dāng)時(shí)是夜間,而且這名婦女推著自行車(chē)緩慢移動(dòng),還一直處于路燈和車(chē)燈的陰影區(qū)域。

這導(dǎo)致攝像頭壓根沒(méi)看到前面有位婦女,而毫米波雷達(dá)對(duì)緩慢移動(dòng)的物體靈敏性又不高,所以等到毫米波雷達(dá)檢測(cè)到或者攝像頭看到這名婦女時(shí),指著智能駕駛系統(tǒng)做剎車(chē)反應(yīng),早就晚了。

那么有沒(méi)有一種能在夜間看的又遠(yuǎn)又清楚的雷達(dá)呢。

沒(méi)錯(cuò),就是被寄予厚望的激光雷達(dá)。

其實(shí)我們最早用的那種車(chē)載地圖測(cè)繪用的就是激光雷達(dá),比如那種車(chē)上頂個(gè)帽子一直轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的那種。

這個(gè)就叫機(jī)械式的激光雷達(dá),也是最傳統(tǒng)的激光雷達(dá),里面放了激光發(fā)射器,然后綁在電機(jī)上 360° 的旋轉(zhuǎn),從而掃描周?chē)?360° 的區(qū)域。

但你細(xì)想。

一根激光擱那掃其實(shí)啥也掃描不出,所以激光的光束就得搞的越多越好,這樣才能掃描周?chē)徽麄€(gè)平面。

讀到這想必差友們應(yīng)該明白小鵬和極狐新車(chē)發(fā)布會(huì),那個(gè) 96 線和 144 線激光雷達(dá)是什么。

就是有 96 條和 144 條激光束在掃描。。

那是不是意味著要裝上 96 個(gè)或 144 個(gè)激光發(fā)射器呢?

那肯定不行,首先體積會(huì)很大,其次價(jià)格也會(huì)很貴。

所以,慢慢有了半固態(tài)激光雷達(dá)和純固態(tài)激光雷達(dá)。

大多數(shù)的智能汽車(chē),目前使用的基本上都是半固態(tài)雷達(dá)。

半固態(tài)激光雷達(dá)就不需要那么多的激光發(fā)射器,就可以做到等效 96 線和等效 144 線的效果。

這個(gè)過(guò)程,其實(shí)是把機(jī)械式的那種旋轉(zhuǎn)馬達(dá),用一個(gè) MEMS( 微機(jī)電系統(tǒng) )來(lái)替代。

我們以半固態(tài)激光雷達(dá)里的微振鏡激光雷達(dá)為例。

微振鏡激光雷達(dá)雖然不能像傳統(tǒng)的機(jī)械式激光雷達(dá)那樣掃描 360 °的范圍。

但是它可以把幾束激光,通過(guò)微振鏡振動(dòng)的形式把它變成幾十上百束激光,這樣就實(shí)現(xiàn)了多個(gè)激光發(fā)射器同時(shí)發(fā)射的效果。

除了我上面說(shuō)的這些機(jī)械式的激光雷達(dá),還有像 OPA 相控陣激光雷達(dá)、3DFlash 激光雷達(dá)和 FMCW 激光雷達(dá)等純固態(tài)激光雷達(dá)。

那么說(shuō)完激光雷達(dá)的工作原理,我們?cè)俳忉屜挛祦?lái)發(fā)布會(huì)上的 1550nm 激光雷達(dá)。

其實(shí)除了 1550nm,常見(jiàn)的還有 905nm,這些數(shù)字指的是激光雷達(dá)發(fā)出的光的波長(zhǎng)。

905nm 波長(zhǎng)的光,因?yàn)楹芙咏覀內(nèi)搜鄹兄目梢?jiàn)光波長(zhǎng)范圍( 400-780nm )。

所以 905nm 波長(zhǎng)的激光雷達(dá)一般功率做的比較小,防止影響到人類。

而 1550nm 遠(yuǎn)離人類可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍,所以可以把功率做的很大,這樣也就提高了激光雷達(dá)的探測(cè)距離。

所以激光雷達(dá)就真的完美無(wú)缺嗎?

必然不是。

在實(shí)際的駕駛場(chǎng)景中,某些高反射率物體就容易讓激光雷達(dá)變 “ 瞎 ”。

比如激光雷達(dá)掃描出的點(diǎn)云圖里,會(huì)出現(xiàn)像 iPhone 拍照那樣的鬼影現(xiàn)象。

也會(huì)出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象,就是一個(gè)高反射率物體的點(diǎn)云輪廓往往會(huì)向四周擴(kuò)散,成像出一個(gè)比實(shí)際更大的點(diǎn)云。

這些都會(huì)變成算法識(shí)別里的障礙,可能導(dǎo)致智能駕駛系統(tǒng)決策失誤。

而且還有一點(diǎn)就是激光雷達(dá)這玩意,真的是相當(dāng)貴。

國(guó)內(nèi)禾賽科技、速騰的一顆機(jī)械式旋轉(zhuǎn)激光雷達(dá),售價(jià)基本在 3000 美元以上。

而價(jià)格相對(duì)便宜的半固態(tài)式激光雷達(dá),售價(jià)也在 800-1200 美元不等。

激光雷達(dá)的售價(jià)昂貴,也是大洋彼岸的馬斯克鄙視激光雷達(dá)的最大原因。

他曾表示 “ 任何使用激光雷達(dá)方案的人都是大傻 X,注定失敗( Doomed )”。

并且最近在特斯拉的美國(guó)官網(wǎng),Model Y 的 AutoPilot 介紹頁(yè)面,連毫米波雷達(dá)也給取消了,就剩下超聲波傳感器和攝像頭,并且上面還寫(xiě)著 360° 無(wú)死角覆蓋。

而馬斯克極力倡導(dǎo)的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的路徑,是純視覺(jué)路線。

在馬斯克看來(lái),我們?nèi)丝梢灾灰蕾囇劬λ?jiàn)來(lái)開(kāi)車(chē),為什么 AI 不行。

那老馬的純視覺(jué)厲害嗎?

也有問(wèn)題,純視覺(jué)的風(fēng)險(xiǎn)并沒(méi)有比激光雷達(dá)小。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,比如車(chē)載攝像頭記錄的下面這張圖。

右側(cè)大巴車(chē)明顯的印出了左側(cè) SUV 的模樣,攝像頭碰到這情況就蒙圈了,極有可能出現(xiàn)智能駕駛系統(tǒng)決策判斷的失誤。

在實(shí)際駕駛中,類似于這樣的特殊場(chǎng)景也還有很多。

但那些走激光雷達(dá) + 視覺(jué)路線的車(chē)企之所以不走老馬的純視覺(jué)路線,是因?yàn)椴⒉皇敲總€(gè)車(chē)企都像特斯拉那樣賣(mài)了那么多車(chē),有那么多的實(shí)車(chē)行駛數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練自己的智能駕駛系統(tǒng)。

而激光雷達(dá) + 視覺(jué)的路線,可以讓你即便沒(méi)有龐大的數(shù)據(jù)集,也依然可以依靠強(qiáng)大的硬件實(shí)力,快速實(shí)現(xiàn)更高階的智能駕駛。

所以說(shuō)到底,是大多數(shù)智能駕駛車(chē)企采用的激光雷達(dá) + 視覺(jué)路線好,還是馬斯克純視覺(jué)的路線好,這事現(xiàn)在還沒(méi)辦法下定論。

所以智能汽車(chē)裝上激光雷達(dá)是不是剛需這事,咱現(xiàn)在也還不好說(shuō)。

不過(guò)差評(píng)君覺(jué)得,在 L3 以上更高級(jí)別自動(dòng)駕駛規(guī)范政策出臺(tái)以前,激光雷達(dá)尚且還是個(gè)技術(shù)冗余的方案。

也就是說(shuō),現(xiàn)在大多數(shù)的智能駕駛場(chǎng)景并不能充分發(fā)揮激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì),但激光雷達(dá)這玩意其實(shí)也是越早裝上越好,這樣可以更早的跟其它雷達(dá)傳感器熟悉配合,也方便廠商做后續(xù)調(diào)整。

所以歸根到底來(lái)個(gè)總結(jié),激光雷達(dá)可以讓新勢(shì)力車(chē)企便捷高效的步入更高階自動(dòng)駕駛場(chǎng)景,特斯拉的純視覺(jué)依靠自己的龐大的實(shí)車(chē)數(shù)據(jù),可以訓(xùn)練出更加成熟的智能駕駛系統(tǒng)。

國(guó)內(nèi)的百度阿波羅,他們最早做無(wú)人出租車(chē)也是走視覺(jué) + 激光雷達(dá)的路線,但由于成本和未來(lái)智能駕駛系統(tǒng)穩(wěn)定性的考量,百度轉(zhuǎn)頭做起了純視覺(jué)路線,并且成為了中國(guó)唯一 L4 級(jí)純視覺(jué)城市道路自動(dòng)駕駛閉環(huán)解決方案的企業(yè)。

所以說(shuō),雖然車(chē)企們開(kāi)個(gè)發(fā)布會(huì)總喜歡卷激光雷達(dá)配置,但我們尚不能判斷激光雷達(dá) + 視覺(jué)的路線和純視覺(jué)路線哪個(gè)才是未來(lái)。

最后呢,如果你因?yàn)?strong>想體驗(yàn)一下智能駕駛功能,打算入手一輛智能駕駛汽車(chē)。

那我勸你別買(mǎi),大可以等幾年更高階智能駕駛法規(guī)落地時(shí)再購(gòu)入。

因?yàn)橹悄荞{駛汽車(chē)身上背的這群激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器啥的,更新?lián)Q代還是相當(dāng)快的。

就像手機(jī)里的處理器,今年是 865,明年就是 888,一年一個(gè)樣。

新勢(shì)力車(chē)企們這么喜歡 “ 卷 ” 對(duì)于咱來(lái)說(shuō),那肯定是個(gè)喜聞樂(lè)見(jiàn)的事,就像手機(jī)行業(yè)一樣,說(shuō)不定以后會(huì)出現(xiàn)像性價(jià)比之王的智能駕駛汽車(chē)。


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