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行业动态
自动驾驶开启“军备竞赛”,搭载的“眼睛”越多越好么?
时间:2022-06-02来源:点击:448分享:
如果对2021年自动驾驶行业做个总结有个现象尤为明显——搭载激光雷达的自动驾驶量产车型,陆续在市面上出现。激光雷达“自动驾驶感知系统核心必备传感器”的地位,已被行业所广泛接受。

不过,激光雷达搭载数量这一问题上,各家车企似乎陷入了“内卷”,你搭载颗,他就搭载四颗……

对于自动驾驶车辆来说,激光雷达固然不可或缺,但真的越多越好么?答案恐怕不是单纯的yes or no


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经过2021整年行业爆发式增长的洗礼,几乎所有类型的车企都将激光雷达的重要性提升至了与续航等汽车“基石性指标”相差无几的程度。不论是在市场上摸爬滚打多年,已经不那么“年轻”的造车新势力们,还是更为“老牌”的传统乘用车制造大厂,乃至于高端奢侈跑车品牌,都不能免俗。


激光雷达因其出色的感知能力,成为了当下车企间关于自动驾驶感知系统配置“内卷”的绝对焦点。围绕激光雷达的新一轮自动驾驶“军备竞赛”,也愈发激烈。


新年伊始,某造车新势力就高调宣布,旗下首款真正搭载激光雷达的量产车型将于2022春季批量交付。在更早一些的时候,一家传统车企旗下的自动驾驶品牌,更是在产品宣发材料中直接写出“4颗以下、请别说话”这样极具冲击力的文案,以此来强调其自动驾驶车型在激光雷达方面的突出优势。


在自动驾驶进入L3阶段之后,激光雷达成为了自动驾驶行业眼中的不可或缺的关键配件。在车企的口中,激光雷达的搭载数量也变成了衡量一款自动驾驶汽车性能高低的重要指标


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从理论上来讲,传感器的数量越多,汽车感知系统的覆盖面就越广、感知效果就越强。


但每一款汽车的尺寸总是有限且固定的,即便考虑上帝视角,感知系统的覆盖范围最多也不过360°。作为要拿到市场上接受消费者检验的产品,用“上不封顶”的堆料来实现感知性能的提升,是否现实又是否划算呢

答案是否定的,激光雷达之于自动驾驶汽车并不是越多越好。

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首先要明确一点虽然激光雷达在高阶自动驾驶汽车的感知系统中有着至关重要、不可或缺的地位,但激光雷达并不是感知系统的全部。

纵观市面上已经发布的各款L3级别自动驾驶汽车的传感器配置方案。除激光雷达之外,摄像头、毫米波雷达、超声波雷达也都有着一席之地

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与毫米波雷达、超声波雷达等传感器类似,激光雷达的工作原理为:通过发射感知介质对目标进行照射并接受其回波,由此获得目标至发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。


而激光雷达发射的感知介质高频激光,则使得激光雷达天然具备比其他传感器更为优秀的感知性能


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拿北科天绘自主研发的车规级固态激光雷达C-Fans-256来说:作为北科天绘导航产品线中的最新产品,C-Fans-256拥有0.1°×0.1°的高分辨率,并且是全球首款256线车规级固态LiDAR产品,感知性能十分突出。同时,作为一款车规级产品,C-Fans-256业已通过ISO16750总计9类共31项测试在各种恶劣环境、气候中都能保证设备运行稳定。


但激光雷达仍存在些许的不足,例如高频激光远端位置点信息采集不够密集,高频激光的反射率无法分辨同一材质的不同障碍物等。


摄像头与毫米波雷达技术成熟、分辨率高,然而前者视场受限且无深度值信息,后者受大气衰减和吸收作用的影响明显,行车过程中难以对障碍物进行精准的连续建模。超声波雷达虽然探测精度极高,但测距短板明显,只能满足自动泊车等特定场景的感知需求。


可见,各类传感器有机融合,互相之间取长补短才是自动驾驶感知系统的“正途”。


在以传感器融合为基础构建自动驾驶感知系统已成为行业共识的现阶段,安装位置,也成为了决定激光雷达并非数量越多越好的原因之一。水平搭载也好、倾斜安装也罢,哪怕是采用“复古”的车顶布局,不论车企才取怎样的方案,目前市面上的多数激光雷达产品,都仅需简单数颗便可实现无死角的测区覆盖。


拥有全方位视场的C-Fans-256,依托其优秀的感知能力,为大范围远距离区域监控和自动驾驶行车难点场景视野提供等面向高速、动态、复杂的真实行车环境的需求,提供了坚实可靠的支撑。


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正所谓“杀鸡焉用牛刀”,对量产型自动驾驶汽车来说,能够满足道路环境中的感知需求、可以覆盖到真实行车中的难点场景,让激光雷达的感知优势得以完整发挥就好。一味地增加数量,或许并不是最好的方案。


站在成本角度考虑,亦是如此。尽管激光雷达的价格受益于技术进步与产业链的日益成熟,不再高昂,但仍是自动驾驶所需各类传感器之中的“成本重心”。并且激光雷达采集到的丰富数据,需要大量算力支撑,过多的搭载激光雷达就意味着需要更多芯片来解算数据,从而导致成本失控。


进一步来讲,作为需要真正上路行驶的车辆,维修是无论如何也绕不开的话题。而激光雷达集成了大量的精密光电元件,相对于车辆内部大量存在的纯机械结构部件,故障概率更高。即便使用保养得当,随着行驶里程的增长,必然会产生维修甚至更换的需求。


尽管如北科天绘等国内外优秀激光雷达厂商,在长期深耕技术产品研发的过程中,同步构建了完备的技术支持及售后服务体系。但若是一台车上的激光雷达数量过多,终端消费用户还是会因不时出现的故障问题,付出一份数额不菲但却本可以省去大半的账单

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说并非多多益善,但激光雷达之于自动驾驶汽车的重要性毋庸置疑。自动驾驶想要往更高的级别发展,直至实现完全意义上无人驾驶的普及,是离不开激光雷达这颗“自动驾驶之眼”的。

 

没有激光雷达的参与,自动驾驶感知系统的传感器融合想要做到全面无短板,往往需要走一条更为艰辛的路。


以摄像头和毫米波雷达为主的融合方案为例,尽管毫米波雷达可以有效弥补摄像头采集到的原始数据不具备深度值信息的问题,但毫米波雷达的目标分辨率很低,部分场景下甚至无法确定目标的大小和轮廓,只能解决“看得见”的问题。

 

这就使得在视觉感知算法取得进一步突破之前,二者之间难以实现深度融合,只能在目标测速和轨迹跟踪等特定方向发挥作用,无法很好的满足真实行车环境中对感知系统的全盘需求。


而激光雷达测距范围、环境适应优势明显。北科天绘研发的图像级超高分辨率固态激光雷达C-Fans-256,可以准确地在200m距离上进行车辆、行人的位置点信息捕捉。

北科天绘
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此外,C-Fans-256的功耗仅为16W,对车辆整体系统的负担极轻,结合其完整地车规型设计,以及高频激光天然具备的强大抗外部光线干扰能力,全方位地保证了自动驾驶感知系统在各类路情路况、天候环境中的稳定工作。


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总而言之,在自动驾驶感知系统中,激光雷达更适合以“领导者”的身份而存在,其重要意义更多的来源于感知性能优势,而非数量。只有更好的发挥出“自动驾驶之眼”的能力,才是解决自动驾驶汽车进化痛点,早日普及无人驾驶征程中的致胜王牌。