棄用激光雷達采用純視覺傳感器,馬斯克有何打算?
作者 陳婧涵
近日,特斯拉對外宣布,從5月份開始,北美市場的Model 3和Model Y將不再配備雷達傳感器,取消車前方的毫米波雷達,僅使用攝像頭作為自動駕駛系統(tǒng)的信息采集,這意味著特斯拉即將成為真正意義上第一個在量產車上實現“純視覺”自動駕駛方案的車企。
事實上,特斯拉CEO埃隆·馬斯克一直堅定地反對激光雷達,甚至多次在公開場合貶低激光雷達,比如:“激光雷達毫無意義,對于自動駕駛汽車來說沒有必要”;“激光雷達昂貴、丑陋、沒有必要”;“激光雷達就像人身上長了一堆闌尾,闌尾本身的存在基本是無意義的,如果長了一堆的話,那就太可笑了”;“任何依賴激光雷達的公司都可能無疾而終”等等。
視覺or激光雷達
當下自動駕駛領域分為了立場鮮明的兩派——視覺派和激光雷達派,顯然馬斯克堅定不移地“站隊”前一派。
那么二者到底有何區(qū)別?
視覺方案中的圖像傳感器能以高幀率、高分辨率獲取周圍復雜的環(huán)境信息,且價格便宜。但圖像傳感器是一種被動式傳感器,其本身并不發(fā)光,成像質量受到環(huán)境亮度影響較大,在惡劣環(huán)境下完成感知任務的難度會大幅提升。
據了解,特斯拉采用8個攝像頭+1顆160米測距毫米波雷達+12顆超聲波雷達組合,特斯拉使用的感知方案可以看做是比較典型的視覺派自動駕駛。
激光雷達是一種主動式傳感器,通過發(fā)射脈沖激光并探測目標的散射光特性獲取目標的深度信息,具有精度高、范圍大、抗干擾能力強的特性。但是,激光雷達獲取的數據稀疏無序、難以直接利用,且激光單色的特性讓其無法獲取顏色和紋理信息。
馬斯克對激光雷達嗤之以鼻,主要是他認為,無論是汽車還是道路,都是為人類設計的。既然人類可以通過視覺收集信息+大腦處理信息的方式進行安全駕駛,那就意味著自動駕駛技術也可以通過同樣的方式實現。而且在馬斯克看來,目前視覺的瓶頸在算法,而不是硬件。
但不可否認,特斯拉在自動駕駛領域已出現數次交通事故,而這些事故的原因,幾乎都是當前視覺技術方案,有一個致命的缺點。因為攝像頭是二維的,現實卻是三維的,所以會和實際物理上信息有出入,存在信息失真。人可以通過經驗判斷出車大概有多大,但攝像頭不行。
理論上說,視覺與激光雷達是完美互補的。因此,基于可靠性的考慮,行業(yè)中多數人在研究的是如何將視覺與激光雷達所獲得的信息進行融合,實現更加精確的環(huán)境感知。
為什么拋棄激光雷達
雖然馬斯克不止一次的說過,雷達是個落后的技術,但很多業(yè)內人士都認為,特斯拉之所以拋棄雷達,更大的原因可能在于激光雷達高昂的成本。
激光雷達目前分為兩種,一種是機械激光雷達,體積大,需要旋轉來實現數據的采集,所以一般都裝在車頂;另一種是固態(tài)激光雷達,體積小,不需要旋轉,一般放置在車頭前方位置。
畢竟,激光雷達的成本非常高,早期的機械式激光雷達價格動輒十萬美元起,而如今隨著電子行業(yè)的發(fā)展,激光雷達的價格有所降低,但基本還維持在幾百到上千美元的級別,但這相比高清攝像頭“僅有”幾十甚至十幾美元的價格還是高了許多。
作為一個追求成本極簡的汽車,馬斯克顯然更喜歡攝像頭,這種簡單而又成本較低的感知系統(tǒng)。
其次技術層面的取舍也是馬斯克選擇放棄激光雷達的一大原因。
第一,激光雷達不能精確描繪物體以及無法識別顏色,就容易造成誤判,而且還是需要配合著攝像頭來使用。比如一個大的塑料袋從前面飄過,攝像頭方案能夠識別出是塑料袋,然后不理會,但激光雷達會判斷為阻礙物,然后把車停下來。
第二,毫米波雷達同樣也有諸多限制。毫米波在雷達中應用也會受到限制:雨、霧和濕雪等高潮濕環(huán)境的衰減,以及大功率器件和插損的影響會降低毫米波雷達的探測距離,無法對周邊所有障礙物進行精準的建模,同時由于獲取的數據量眾多,還需要分走處理器寶貴的算力。
最后,對于在視覺方案方面目前走得最遠也是做得最好的特斯拉來說,已經在視覺算法方面有了龐大的投入。而且如果安裝了激光雷達,對于特斯拉的硬件改裝,就完全沒辦法向前兼容,甚至是計算平臺都需要額外做設計改裝,涉及到激光雷達的布置,線纜連接和數據處理。要放棄之前如此大的積累,轉身去做另一條路線,從投入產出比來說可謂“得不償失”。
侃車說
從目前市場上看,大多數車企選擇激光雷達融合多種傳感器的方案,當然特斯拉一直堅持自己的道路。如果非要給自動駕駛技術路線分個類,那可能就是特斯拉和非特斯拉。仍然堅持不采用激光雷達甚至任何雷達的特斯拉,是否會因自己的一意孤行,給了其他車企一個在自動駕駛領域趕超的機會呢?
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