眾所周知,目前的L3級自動駕駛方案主要有兩種,一種是以特斯拉為代表的采用毫米波雷達+計算機視覺算法的視覺方案派,另一種則是以奧迪A8為代表的采用更加昂貴的激光雷達的方案。
但在2016年5月特斯拉開啟自動駕駛模式與一輛白色重卡相撞后,人們意識到想在短時間內(nèi)擺脫激光雷達邁入高級自動駕駛,似乎是一件不可能的事。
這場事故中暴露了這兩種傳感器(毫米波雷達、視覺傳感器)的缺點:強光之下,視覺傳感器未能識別卡車的白色車身;卡車車身過高,導(dǎo)致毫米波雷達將其誤判為路面上的交通信號。
同時,"分辨率高、測量精度高、距離遠并且擁有良好的穩(wěn)定性和魯棒性"等特點的激光雷達則獲得了越來越多自動駕駛廠商的青睞。
激光雷達原理
激光雷達的原理簡單來講就是激光雷達的發(fā)射器發(fā)射出一束激光,激光光束遇到物體后,經(jīng)過漫反射返回至激光接收器,雷達模塊根據(jù)發(fā)送和接收信號的時間間隔乘以光速,再除以二,即可計算出發(fā)射器與物體的距離。同時,反饋回來的輪廓信息組成所謂的"點云"并繪制出三維環(huán)境地圖,精度可達到厘米級。
目前激光雷達主要分類分為機械式激光雷達和固態(tài)激光雷達,而機械式激光雷達則成為了目前的主流應(yīng)用,其主要分為1線,4線,8線,16線,32線,64線,128線等等,線數(shù)越大,激光雷達的性能就越高。
但是由于傳統(tǒng)的機械激光雷達結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積大,成本高的原因,想實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)變得十分困難,市面上亟需一個產(chǎn)品進行代替,這就是前文提到的固態(tài)激光雷達。
相較于傳統(tǒng)的機械式激光雷達,固態(tài)雷達結(jié)構(gòu)上最大的特點便是沒有了旋轉(zhuǎn)部件,個頭相對較小,而且成本相對于上萬美元的機械式激光雷達能夠大幅縮減,這是能實現(xiàn)量產(chǎn)的重要因素之一。
目前固態(tài)雷達從技術(shù)方案的角度上可以分為MEMS微機電、OPA和FLASH三種,具體的原理就不過多闡述,需要了解的是目前固態(tài)雷達最主流的應(yīng)用是MEMS微機電系統(tǒng)。
廠商對激光雷達的要求
說完激光雷達本身,在談?wù)勂噺S商對激光雷達的要求。
首先第一點也是最重要的一點,便是成本可控,測試車輛安裝多少線的激光雷達都可以,甚至為了測試更精確,往往都是64線、128線起步。
但想要實現(xiàn)量產(chǎn),成本是一定要減到一個消費者能接受的程度,作為參考,目前百度和谷歌無人駕駛汽車車身上的64位激光雷達,售價高達70萬元人民幣,你認為消費者能接受嗎?
第二點便是外形,即便是自動駕駛汽車也不能偏離大眾的審美,目前安裝有機械式激光雷達的測試車輛,往往都被形容為頂了一個花盆,主要原因就是因為機械式激光雷達體積太大,不能很好的融合進車內(nèi)。
所以,"體積小巧,方便安裝"才是未來車載激光雷達的方向,這又回到前文所說的固態(tài)激光。
知名的激光雷達廠商
其中起步最早、市場占有份額最大的,是激光雷達知名廠商Velodyne,其主攻機械式激光雷達,其機械激光雷達目前可做到128線,性能非常強悍。
德國老牌IBEO也是最早涉足車載激光雷達并提供路上物體追蹤、識別的一批企業(yè),2009年IBEO從SickAG獨立出來,一年后又與法國汽車零部件制造商法雷奧合作了SCALA(沒錯,就是奧迪A8所搭載的四線激光雷達)
國內(nèi)的也有不少,上海禾賽光電科技有限公司、深圳市速騰聚創(chuàng)科技有限公司都是國內(nèi)比較好的激光雷達供應(yīng)商。
綜上:
需要注意的是,激光雷達也并非完美,由于激光雷達通過發(fā)射光束進行探測,受環(huán)境影響較大,光束受遮擋后就不能正常使用,因此在大雪、霧霾、沙塵暴等惡劣天氣中會受到很大影響。
總的來說,在視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法尚未突破的前提下,激光雷達是幫助目前自動駕駛系統(tǒng)升級到高級自動駕駛級別的最佳方式。
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