激光雷达为何在今年站上了风口？

文|营哥

12月22日,蔚来在海南组织了一场100kWh 电池包的试驾活动,其联合创始人秦力洪在当天也向外界透露了蔚来下一代自动驾驶技术平台NT2．0即将发布,更为关键的一个信息是:NT2．0确认了将要搭载激光雷达。

这已经不是第一次了,再往前的广州车展期间,小鹏汽车宣布了下一代自动驾驶平台将会采用激光雷达方案;再往前移,今年5月,沃尔沃也宣布计划在2022年之前,实现带激光雷达和"不用看路"的汽车。

自2017年奥迪首次推出搭载激光雷达的奥迪A8后,激光雷达在之后的很长一段时间里并不被传统主机厂所待见,那么为何在2020年,激光雷达这股风又越吹越盛了起了?

本文将会聚焦下面这三个问题,探讨激光雷达于自动驾驶的重要性。

当前自动驾驶行业的技术分类。

自动驾驶为何离不开激光雷达。

为何2020年激光雷达为何又站上C位

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当前自动驾驶技术路线的分类

普遍而言,自动驾驶整个系统其实可以分为三大板块:感知、决策、执行,就相当于人类通过眼睛、鼻子、耳朵等器官去感知周围的环境,在通过大脑对这些数据做处理,最后通过肢干去执行某个动作…

而在第二步感知阶段,由于感知设备的不同,因而衍生出了两大派系,激光雷达派以及视觉派。

目前自动驾驶行业里的两座大山Waymo和特斯拉,就是站在了两个极端,前者坚定感知融合(视觉+激光雷达),后者将纯视觉视为最终出路。

两者优劣共存,激光雷达相比视觉方案,最大的优势在于安全,通过激光雷达为主、辅以毫米波雷达、超声波雷达以及光学摄像设备的方案,车辆的感知能力极大的加强,能够让自动驾驶的汽车更加精确、稳定地获取到周围的环境,完成3D建模。

抗干扰强是激光雷达的另一个优势,由于激光雷达是依靠发射激光束来主动探测周围环境,即便是在夜间和恶劣环境下依然能够拥有超高的探测精度。

当然,激光雷达也并非十全十美,一方面是成本太高,"上"车难度太大;另一方面是内容感知能力差,简单比喻就是:能在几百米开外识别出路口的标牌,但是并不能读懂标牌的内容。

而视觉传感器的优劣也很明显,优势在于:技术相当成熟,且成本出于一个可接受范围,另外由于光学摄像头类似于人眼,对物体的内容识别更甚一筹。

而劣势则在于对环境感知的缺陷以及对算法的强力依赖,摄像头相比激光雷达,太容易受到环境的干扰,此前几次特斯拉自动驾驶车祸,都是由于在强光之下,系统未能识别出白色车身而导致;另外,视觉系总归来说属于AI范畴,需要依托于强大的算力,在面对一些没有训练过的场景时,也会"左右为难"。

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激光雷达的重要性

前文提到,激光雷达相比摄像头,激光雷达的精度更高,这是因为激光雷达是通过发射激光束来测量视场中物体轮廓边沿与设备间的相对距离,从而准确捕捉这些轮廓信息组成点云,并绘制出3D环境地图,测量精度可达到厘米级别。

更具体而言,首先激光雷达发射的光波的频率比微波高出2-3个数量级,因此与微波雷达相比,具有极高的距离分辨率、角分辨率和速度分辨率,因此测量精度更高,测距也更加准确。

其二,由于激光雷达对速度分辨率更加敏感,这意味着对物体的描绘更加准确,通过目标的距离、角度、反射强度、速度等信息,激光雷达很容易就区分出路面移动的人是真实的行人,还是只是人物的平面海报。

其三,由于激光雷达的特性(短波),故激光雷达可以发射发散角非常小的激光束,可探测低空/超低空目标;而且由于是自身发射波段,不依赖外部环境,所以激光雷达的抗干扰能力更强。

多种优势叠加起来,完美的与自动驾驶的痛点互补,自然而然,激光雷达也被认为想要实现高级别自动驾驶的必由之路。

但正如前文所说,虽然激光雷达集优点一身,但为何前几年激光雷达依旧不受主机厂待见,反而是在2020年再一次站上风口了呢?

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激光雷达为何又突然火了?

在我看来,激光雷达在2020年再一次站上风口,主要的原因有两个:成本的快速降低以及纯视觉带来的局限。

先说第一个,成本问题,此前激光雷达一直属于高阶玩家才能用上的奢侈品,以Velodyne的激光雷达为例,16线束的激光雷达需要约4千美元,64线束的更是高达8万美元,相比之下,摄像头自动驾驶的硬件成本才几百美元。

当一个激光雷达的价格甚至比整车还要贵时,这也为激光雷达的普及带来了很多的困难。

但在近几年,随着更多的科技型企业涌入激光雷达这一赛道,激光雷达的成本正在以肉眼可见的速度下降。

今年年初,大疆旗下的子公司Livox(览沃科技)发布了两款专为自动驾驶汽车设计的激光雷达产品,Horizon和Tele-15,前者官网售价800美元,后者官网售价1200美元。

就在蔚来宣布下一代自动驾驶系统将会采用激光雷达的前一天,华为也发布了体积非常小的车规级激光雷达,售价有望在100～200美元之间。

相比市面上动辄几十万的激光雷达,华为、大疆等企业的入局,促使激光雷达门槛进一步降低,无疑是为激光雷达上车奏响了冲锋号。

另一方面,高级别自动驾驶的落地已经被世界上多个国家指定了明确的时间表,而纯视觉路线的突破时间,在一次次事故中被无限延后,这促使更多的企业将目光投向了激光雷达。

多种原因综合之下,2020年,成了激光雷达"上车"的元年。

写在最后:

激光雷达路线与纯视觉路线之争,短时间内来看并不会偃旗息鼓,一方面,激光雷达能获取更为丰富的周边环境注定了其是感知环节非常重要的一环;而另一方面,由于量产在即,纯视觉方案依托更加成熟且成本更低的势必会先行一步,率先进行商业化落地。

不过我们将目光放长一点,激光雷达必定是高级别自动驾驶之路不可或缺的传感器之一。