5月19日,百度自動駕駛與禾賽科技簽約將定制激光雷達;同時,小馬智行也宣布其自動駕駛系統(tǒng)將搭載美國初創(chuàng)公司Luminar的激光雷達;而且,華為的激光雷達已成為極狐阿爾法S華為HI版的標配……近來,激光雷達應(yīng)用溫度驟升。
2年前,特斯拉CEO馬斯克甚至在一次論壇上公開放言“誰用激光雷達,誰完蛋!傻子才用激光雷達!”曾惹惱無數(shù)同行,但特斯拉所有車型上至今沒有采用激光雷達。那么,自動駕駛技術(shù)路線繞得開激光雷達嗎?
■車企爭相采用的“香餑餑”
近來,隨著自動駕駛、輔助駕駛等功能的“上車”,作為其重要支撐的激光雷達正在越來越廣泛地被使用,而且產(chǎn)品上也出現(xiàn)了“蝶變”,變得更加豐富多彩,特色鮮明。
外觀變化較大。與之前裝配在車頂上方類似警燈的激光雷達相比,如今隱形設(shè)計成為主流。近日在上海車展上亮相的蔚來首款轎車ET7上,激光雷達已經(jīng)融入車頂中部,視角良好。蔚來ET7采用的是其投資的國內(nèi)激光雷達公司圖達通(Innovusion)的產(chǎn)品。雖然數(shù)據(jù)尚未公開,但之前圖達通的激光雷達原型機參數(shù)顯示,可以實現(xiàn)500米的遠距離高清探測。
目前自動駕駛技術(shù)路線的潮流是多種雷達組合形式。如小鵬P5的自動駕駛系統(tǒng),使用了由2個144線激光雷達、5個毫米波雷達、12個超聲波雷達、13個高清攝像頭和1組高精度定位單元組成的超強感知傳感器。其中2顆激光雷達來自大疆旗下覽沃科技定制版車規(guī)級“浩界”激光雷達,探測距離150米。尤為與眾不同的是,激光雷達被安裝在前保險杠的兩側(cè)。而極狐阿爾法S華為HI版上搭載了華為自動駕駛方案ADS,包括3個96線車規(guī)級激光雷達、6個毫米波雷達、13個超聲波雷達、12個攝像頭,同時搭載算力高達400TOPS(1TOPS是指處理器每秒鐘進行一萬億次運算)的華為自研計算芯片。
此外,固態(tài)激光雷達也逐漸走向應(yīng)用。長城WEY摩卡SUV的前保險杠上,出現(xiàn)了德國Ibeo公司的固態(tài)激光雷達,其每次脈沖可發(fā)射高達25.6萬個點,由高靈敏接收器接收后可完成精確點云的繪制,角分辨率更是達到了0.05度x0.07度,充分保證了高速行駛時對周圍障礙物的無盲區(qū)探測。
“隨著智能汽車上自動駕駛及輔助駕駛技術(shù)的廣泛應(yīng)用,激光雷達正在成為其中必不可少的重要角色。尤其是固態(tài)激光雷達,具有體積小、質(zhì)量輕、高靈敏度、高性能、易安裝等特點,發(fā)展前景更為廣闊。”西安工業(yè)大學(xué)微電子技術(shù)實驗室工程師魏冬在接受《中國汽車報》記者采訪時表示,目前來看,雷達類感知元器件的發(fā)展趨勢,一是激光雷達逐漸占據(jù)“C位”,其既能測距也能測速,綜合性能優(yōu)于毫米波雷達和超聲波雷達,尤其是固態(tài)激光雷達的優(yōu)勢更多;二是將不同類型的雷達組合使用,成為越來越多車企的選擇。
■自動駕駛能繞開激光雷達嗎?
曾經(jīng),一位特斯拉車主在使用輔助自動駕駛功能時,汽車撞上了一輛白色貨車。調(diào)查發(fā)現(xiàn),這是因為車上的攝像頭對白色涂裝的貨車無法辨識距離造成的,同樣的事故在美國就發(fā)生過幾起。因此,特斯拉后來加裝了毫米波雷達,以探測與前方物體之間的距離。
“毫米波雷達可以探測有限的距離,但卻無法精確感知行人與周邊障礙物的形狀,而這些激光雷達都可以做到,特斯拉是用比較強的算法彌補了一部分毫米波雷達的缺陷,但還是有不足之處。”華南理工智能感知與控制工程研究中心研究員張睿林向《中國汽車報》記者介紹,以往,激光雷達存在探測距離與清晰度不夠的技術(shù)問題,價格也是“物以稀為貴”,但近幾年技術(shù)有了較快的進步,成本也會進一步降低。以往64線的激光雷達就可以算高清,現(xiàn)在像華為用于極狐的96線、小鵬采用的144線的激光雷達已不罕見。
據(jù)介紹,特斯拉當(dāng)初之所以不用激光雷達,只使用高清攝像頭作為輔助自動駕駛的感知器件,是因為激光雷達的成本太高。僅在5年前,64線激光雷達的價格就高達10多萬美元,近人民幣70萬元。如此一來,車的成本將大幅增加,高昂的價格將成為汽車量產(chǎn)的障礙。
近年來,與智能汽車進程的提速相適應(yīng),國內(nèi)外激光雷達的技術(shù)進步越來越快。近日,華為智能汽車解決方案部門總裁王軍表示,華為正組織力量通過技術(shù)研發(fā),一方面推動毫米波雷達技術(shù)進步,使之在保持成本優(yōu)勢的基礎(chǔ)上性能接近激光雷達;另一方面推動高清激光雷達技術(shù)優(yōu)化,將成本降下來。此前有報道稱,華為甚至有可能將使64線雷達的價格降到200美元(約合人民幣1300元)左右。而市場報價顯示,國產(chǎn)128線激光雷達的批發(fā)價格,去年已經(jīng)降到了2.8萬元左右。
今年的上海車展上,一系列國產(chǎn)激光雷達新品亮相,令人振奮。其中,鐳神智能推出的CH128X1,為128線高清激光雷達,在前方物體10%反射率狀況下可探測距離200米,單回波每秒點云數(shù)高達85萬點(點數(shù)越高建模圖像越清晰)。一徑科技發(fā)布的固態(tài)激光雷達ML-Xs,視場角可達120°x25°,等效約200線,主要面向ADAS(輔助自動駕駛)以及L4+級自動駕駛車輛。同時,禾賽科技、速騰聚創(chuàng)等也有高清激光雷達新品推出。
“激光雷達由傳統(tǒng)的機械式向固態(tài)MEMS(微機電系統(tǒng))激光雷達進化、多傳感器的融合等都是技術(shù)發(fā)展的方向,除了向高線數(shù)發(fā)展,‘看’得更清晰之外,與之相應(yīng)的芯片、軟件和算法也很重要。”張睿林表示,只有這些要素協(xié)同發(fā)揮作用,才能構(gòu)成一個完整高效的自動駕駛感知系統(tǒng)。“目前來看,自動駕駛難以繞開激光雷達。”他認為。
■還有哪些瓶頸待突破?
極狐阿爾法S華為HI版在自動駕駛測試中,面對由行人、車輛、交通標線等組成的復(fù)雜的城市交通路況,測試車全程零接管,表現(xiàn)得像一位老司機一樣。由此表明,激光雷達不僅發(fā)揮了重要作用,而且與其他傳感器一起,構(gòu)成了有安全保證的自動駕駛感知系統(tǒng)。
逐漸走向成熟的技術(shù),日益下降的成本,都為激光雷達的大規(guī)模商業(yè)化構(gòu)筑了一定基礎(chǔ)。“但是,激光雷達的商業(yè)化應(yīng)用還有三個瓶頸問題有待破解。”魏冬表示,一是在技術(shù)上包括固態(tài)激光雷達的探測性能上,還有可以提升的空間,這也是華為等企業(yè)正在努力的目標。二是相應(yīng)的芯片、軟件、算法也有繼續(xù)開發(fā)的空間,例如,在自動駕駛算力芯片方面,特斯拉自研芯片為14納米制程,采用兩顆芯片,算力達到144TOPS;英偉達采用的是4芯片,算力為320TOPS,其推出的面向L5級自動駕駛平臺,算力高達2000TOPS。去年下半年以來的芯片短缺,短時間內(nèi)也會影響激光雷達的價格難以進一步降低。三是隨著激光雷達技術(shù)進步及應(yīng)用的加速,相關(guān)技術(shù)標準及檢測標準缺失的問題日益顯著。
在技術(shù)規(guī)范方面,2020年末,《車載激光雷達檢測方法》作為國內(nèi)第一部車載激光雷達標準終于立項,目前正處于推進之中。“相關(guān)技術(shù)標準及檢測標準的制定與完善工作應(yīng)該進一步提速,否則將會制約激光雷達的技術(shù)發(fā)展和市場應(yīng)用。”張睿林認為。
值得注意的是,一些曾經(jīng)“棄用”激光雷達的自動駕駛公司或車企,正在作出改變。如此前一直堅持不用激光雷達的百度自動駕駛,也已經(jīng)將激光雷達裝上了自動駕駛汽車。近日,百度在北京提供市民試乘的第四代無人共享車上,首次搭載了定制的激光雷達。而更為耐人尋味的是,近日有消息稱特斯拉也有可能將啟用激光雷達……
“在日漸成為自動駕駛舞臺焦點的同時,激光雷達有望迎來一個屬于自己的黃金時代。”魏冬認為。