蔚來1個、小鵬2個、威馬3個…智能汽車“軍備競賽”正在上演。
今年一年間,幾個國內(nèi)頭部造車新勢力先后推出帶激光雷達(dá)的量產(chǎn)車,數(shù)量一個比一個多。
表面看好像行業(yè)內(nèi)卷,硬件越堆越多,能力卻是未知數(shù)。
但這其實(shí)是智能汽車、自動駕駛的兩條路線之爭。
得益于國內(nèi)的基建、供應(yīng)鏈優(yōu)勢,以激光雷達(dá)為標(biāo)志的融合感知方案,第一次有了對壘特斯拉純視覺路線的底氣。
而數(shù)年如一日噴激光雷達(dá)的馬斯克,在創(chuàng)業(yè)初期如果有國內(nèi)新勢力的條件,恐怕現(xiàn)在的特斯拉就是另一幅模樣了
視覺,還是激光雷達(dá)?
2020年初,國產(chǎn)特斯拉Model 3上市,中國乘用車市場的競爭,迅速被拉到“智能”層面。
特斯拉的智能駕駛方案方案,視覺是絕對的主力,8個攝像頭覆蓋360°視野。
汽車對目標(biāo)的感知、以及選擇行駛策略的根據(jù),主要依靠攝像頭捕捉的圖像數(shù)據(jù),能力高低,全憑算法決定。
但從自動駕駛技術(shù)發(fā)展來看,早期大部分廠家的測試車輛,無一不背著一個“小花盆”:
這就是Lidar,中文翻譯過來就是激光雷達(dá)。
它代表了另一條技術(shù)路線:融合感知。
行駛決策的依據(jù),不只依賴攝像頭,而是綜合考慮激光雷達(dá)的點(diǎn)云圖、視頻圖像等等數(shù)據(jù)。
不同傳感器之間的數(shù)據(jù)在算法層面進(jìn)行融合互補(bǔ)。
算法對于圖像,可能出現(xiàn)目標(biāo)漏檢誤檢,這時就能通過雷達(dá)回波的點(diǎn)云圖“兜底”。
但是,這樣多冗余的方案,卻被馬斯克嗤之以鼻。
馬斯克認(rèn)為,既然人類能僅憑兩只眼睛開車,那么AI也一定能。所以特斯拉的追求,就是打造一個與人類別無二致的“AI司機(jī)”。
采取多傳感器方案的,都是算法能力不足的體現(xiàn),“血統(tǒng)”不純。
為此,特斯拉的算法、開發(fā)平臺都圍繞圖像數(shù)據(jù)建立,甚至不惜自研芯片、自建超算來打磨算法。
客觀的說,視頻圖像在數(shù)據(jù)層面,的確已經(jīng)包括了駕駛所需的一切信息,但在算法層面,能不能準(zhǔn)確感知識別,卻是一個大問題。
去年6月,國內(nèi)一輛Model 3在開啟Autopilot情況下,車輛完全沒識別出路上已經(jīng)出事故側(cè)翻的白色貨車,一頭懟了上去:
這次所幸無人傷亡,但類似Autopilot這樣以視覺為主的智能駕駛方案導(dǎo)致嚴(yán)重后果的的,也不在少數(shù)。
攝像頭肯定看到了,但是算法卻沒能識別。
視覺方案的缺陷也在于此:惡劣天氣、復(fù)雜路況,道路上非常規(guī)的異形物對系統(tǒng)影響太大。
且以超大數(shù)據(jù)“暴力”迭代算法,永遠(yuǎn)不能覆蓋現(xiàn)實(shí)場景中所有異型車、障礙,在中國復(fù)雜路情況下尤其如此。
系統(tǒng)失效的風(fēng)險永遠(yuǎn)存在。
所以,要在中國落地真正讓用戶敢用、愿意用的智能駕駛產(chǎn)品,感知識別是必須補(bǔ)的科目。
軍備競賽,為什么從激光雷達(dá)開始
對于自動駕駛來說,激光雷達(dá)是個老朋友了。
Waymo、百度,以及后來一眾創(chuàng)業(yè)公司,都在用。
激光雷達(dá)能做什么?
其實(shí)就是像周圍環(huán)境發(fā)射激光束,然后從回波信號來計算目標(biāo)信息,比如距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)。
激光束遇到目標(biāo)一定會產(chǎn)生回波,信號也一定能被系統(tǒng)接收,這就與圖像目標(biāo)可能的漏檢錯檢形成本質(zhì)差別。
至少從感知層消除了算法能力不足的隱患。
既然這么好,為什么之前的量產(chǎn)車上見不到?
原因就一個:太貴了。
還在5、6年前,全球能提供量產(chǎn)激光雷達(dá)的只有美國Velodyne一家,素有“一線一萬塊”名聲,而且產(chǎn)能堪憂,無法大量供給客戶。
百度在2015年喊出自動駕駛3年量產(chǎn)5年商用的時候,計算的就是激光雷達(dá)的成本。,它的邏輯前提是激光雷達(dá)會從10萬美元降低到500美元……
一般車用入門版64線激光雷達(dá),上一個就是近70萬成本。
所以測試車一輛一二百萬很常見。
但這樣的價格,作為大眾消費(fèi)品是不現(xiàn)實(shí)的。
馬斯克既是技術(shù)極客,也是一個精明的商人,他當(dāng)然清楚百萬豪車賣不上量。
銷量上不去數(shù)據(jù)就不夠,算法就沒法快速迭代。
與其如此,不如干脆放棄激光雷達(dá),就走純視覺路線,讓廣大車主義務(wù)貢獻(xiàn)路測數(shù)據(jù),出了意外還能以一句“用戶使用不當(dāng)”回應(yīng)。
但激光雷達(dá)的成本下降,短期內(nèi)有過被高估,但長期來講又大大被低估了。
華為、大疆、速騰、禾賽等等企業(yè),利用國內(nèi)得天獨(dú)厚的供應(yīng)鏈優(yōu)勢和市場規(guī)模效應(yīng),把激光雷達(dá)的成本迅速降到數(shù)千至萬元級別。
而且國內(nèi)廠商后發(fā)先至,直接拿出第二代固態(tài)激光雷達(dá),不但單個性能能等效過去上百線的機(jī)械式激光雷達(dá),造型上也擺脫花盆,裝車更加美觀。
這個速度,是幾年前誰都沒料到的,直接導(dǎo)致Velodyne的業(yè)務(wù)在國內(nèi)迅速收縮,裁撤了中國辦公室,只保留代理。
所以最后的“東風(fēng)”到位,想要在智能汽車?yán)顺敝凶叩母€(wěn)更遠(yuǎn)的廠家,自然開始在激光雷達(dá)上你追我趕。
批量上車還為時過早
車企提前預(yù)埋激光雷達(dá),是在為未來的升級做準(zhǔn)備,不至于后期要做L4級自動駕駛時,硬件能力跟不上。
但另一個問題出現(xiàn)了,現(xiàn)在的激光雷達(dá),無論是在應(yīng)用端還是產(chǎn)業(yè)端,都還不夠成熟。
激光雷達(dá)要量產(chǎn)裝車,需要同時滿足性能、體積、成本、安全等多個要素,任何一方面都不能有太大的短板。但現(xiàn)實(shí)是,現(xiàn)在的激光雷達(dá)很難同時兼顧。
以小鵬P5為例,覽沃的方案搞定了成本,犧牲了性能。所以小鵬在下一款車G9,計劃跟速騰聚創(chuàng)合作,換成更高性能的激光雷達(dá)。
蔚來ET5、ET7使用的圖達(dá)通1550nm激光雷達(dá),探測距離沒得挑,對人類肉眼傷害小,但成本更高,而且在車頂凸出來一塊,會影響車輛的風(fēng)阻系數(shù)。張立辰表示,1550nm在量產(chǎn)中一直存在良品率過低的問題。
這給車企留下了難題,要批量裝車,就得做取舍,還得承擔(dān)一定風(fēng)險。
往深了看,這不是某一家激光雷達(dá)廠商的問題,而是整個行業(yè)的問題。激光雷達(dá)存在技術(shù)路線之爭,每一條路線都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),但沒有一個可以稱作是完美的解決方案。
行業(yè)一開始用的是機(jī)械式激光雷達(dá),雷達(dá)能夠旋轉(zhuǎn),水平視場掃描范圍達(dá)到360度。但機(jī)械式激光雷達(dá)存在一個致命的缺陷:內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)部件容易損壞,穩(wěn)定性比較低,會影響行車安全性。
于是行業(yè)摸索出另一條路線——固態(tài)激光雷達(dá)。激光器中沒有旋轉(zhuǎn)部件,激光雷達(dá)的穩(wěn)定性和使用壽命提高了,被認(rèn)為是最優(yōu)方案。但問題是,固態(tài)激光雷達(dá)目前在技術(shù)上還無法實(shí)現(xiàn)。
最后行業(yè)采取了折中方案,推出了混合固態(tài) (半固態(tài)) 激光雷達(dá),中和了機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)和固態(tài)激光雷達(dá)各自的優(yōu)缺點(diǎn),更適合大規(guī)模量產(chǎn),現(xiàn)在已經(jīng)成為行業(yè)主流方案。
在混合固態(tài)上,又分化出不同的方向,如微振鏡、單軸轉(zhuǎn)鏡、棱鏡等。微振鏡方向的代表車型有小鵬G9、廣汽AION LX、威馬M7,單軸轉(zhuǎn)鏡的代表車型有極狐阿爾法S、長城機(jī)甲龍。不過,這些車型都還沒有量產(chǎn)。
直到現(xiàn)在,整個行業(yè)也沒有找到激光雷達(dá)上車的最優(yōu)解。車企們現(xiàn)在推崇的混合固態(tài)路線,其實(shí)也只是一個過渡。
車規(guī)認(rèn)證是擺在激光雷達(dá)量產(chǎn)前的另一座大山。李想質(zhì)疑集度激光雷達(dá)的安裝位置,理由就是通不過行人碰撞法規(guī)。
張立辰告訴深途,車規(guī)體系比較復(fù)雜,對于溫度、震動、產(chǎn)線標(biāo)準(zhǔn)有一個統(tǒng)一的要求,但是對激光雷達(dá)這個單品沒有特定的標(biāo)準(zhǔn)。
“歐美國家對車規(guī)要求嚴(yán)格,導(dǎo)致過車規(guī)的激光雷達(dá)要么線數(shù)很低,要么距離很短,只能補(bǔ)盲用,對自動駕駛系統(tǒng)的升級起不到?jīng)Q定性作用。國內(nèi)步子邁的大,小批量樣品過了穩(wěn)定性測試就可以先行使用,直接上高線數(shù)遠(yuǎn)距離的,穩(wěn)定性就需要時間來修復(fù)?!彼f。
國內(nèi)激光雷達(dá)如此激進(jìn),也沒有任何一個廠家年產(chǎn)過10萬臺,更別提大規(guī)模量產(chǎn)的車規(guī)穩(wěn)定性?!凹す饫走_(dá)壁壘還是比較高的,能做出車規(guī)級產(chǎn)品不是一朝一夕?!鼻貣|永說。
成本問題也需要考慮。相比視覺方案,目前激光雷達(dá)的價格沒有任何優(yōu)勢。
“成本太高,普及困難,只能在高端車、高配上使用,普遍出貨的車型還是不帶激光雷達(dá)的。DVD剛出來很貴,普及量大后價格急劇下降,所以讓子彈再飛一會兒。”國內(nèi)一家計算機(jī)視覺上市公司的內(nèi)部人士對深途說。
2020年底華為曾發(fā)布了96線激光雷達(dá),聲稱能夠年產(chǎn)10萬套/線,這款產(chǎn)品搭載在極狐阿爾法S華為HI版上。但直到現(xiàn)在,這款車都還沒量產(chǎn),華為的激光雷達(dá)也沒有批量交付。
“從產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度和應(yīng)用端的落地進(jìn)度來看,真正的大規(guī)模量產(chǎn)落地得兩三年后?!睆埩⒊椒治?。
終極解決方案里,會有激光雷達(dá)嗎?
裝不裝激光雷達(dá),對于車企而言,不只是一道選擇題,還是一道數(shù)學(xué)題。
如果只是單純堆積硬件,激光雷達(dá)不會有這么高的熱度,也不會被神話。
“我覺得算法的問題比感知要大得多?!睆埩⒊奖硎尽?br>
感知、規(guī)劃和控制,是自動駕駛系統(tǒng)的三個部分,對應(yīng)人類開車,就是眼睛看路,大腦指揮,手腳操作。激光雷達(dá)屬于感知設(shè)備,相當(dāng)于汽車的一只“眼睛”,另一只“眼睛”是攝像頭,但兩只“眼睛”的成像原理、數(shù)據(jù)形式都不同,要讓“大腦”能讀懂,就要做數(shù)據(jù)融合。
多傳感器融合,對算力、算法的要求都很高,很多車企裝了激光雷達(dá),其實(shí)并不具備做融合的能力。
馬斯克是激光雷達(dá)堅定的反對者。特斯拉一直堅持使用攝像頭的純視覺感知方案,不僅不要激光雷達(dá),甚至要把毫米波雷達(dá)都去掉。在這種路線下,特斯拉不用做復(fù)雜的多傳感器融合,但對視覺感知系統(tǒng)要求很高。
國內(nèi)的主流路線,是搭載激光雷達(dá)的多傳感器方案。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,L3級以上更高階的自動駕駛,離不開激光雷達(dá)。
這兩條路線究竟誰是終極方案,目前尚無定論。
支持特斯拉的人認(rèn)為,激光雷達(dá)最終必然被拿掉,多傳感器融合不如純視覺?!凹す饫走_(dá)和高精地圖是智能汽車的兩根拐杖,高精地圖負(fù)責(zé)提前展開‘戰(zhàn)場迷霧’,激光雷達(dá)負(fù)責(zé)復(fù)雜場景下的避障補(bǔ)盲,但隨著CMOS和算力、算法的進(jìn)化,純視覺必然是蔚理鵬最終的唯一選擇?!睒I(yè)內(nèi)大V“Blood旌旗”在微博上公開表示。
如果特斯拉贏了,終極解決方案中沒有激光雷達(dá)的位置,那意味著激光雷達(dá)只是過渡產(chǎn)品,蔚小理將不得不在未來進(jìn)行路線糾偏,激光雷達(dá)市場也將面臨價值重估。
業(yè)內(nèi)普遍支持蔚小理的多傳感器融合路線。多位業(yè)內(nèi)人士都對深途表達(dá)了一個觀點(diǎn):視覺、毫米波、激光雷達(dá),三者長期都是要配合使用,要實(shí)現(xiàn)高階自動駕駛,激光雷達(dá)不可或缺。
何宇華指出,視覺方案在很多場景下是存在缺陷的,而且很快就會觸達(dá)它的能力天花板。比如輔助駕駛進(jìn)出隧道,光學(xué)發(fā)生很大變化的場景,視覺方案基本是失效的,即便是特斯拉,也僅能保持20%的能力。
他認(rèn)為,在終極解決方案里,輔助駕駛各大感知元器件之間,一定是及時調(diào)度冗余的關(guān)系,而不是主次的關(guān)系。系統(tǒng)會根據(jù)場景的變化,動態(tài)調(diào)用不同傳感器,不斷去做參數(shù)貢獻(xiàn)值的分配?!拔磥硪欢ㄊ蔷C合感知的方案,這些傳感器之間需要相互印證,都是缺一不可的?!?br>
但是,多感知方案大大增加了算法難度,對車企的軟件能力、硬件適配能力提出了更高的要求?!傲硗猓噧?nèi)的線束布局、數(shù)據(jù)傳輸量都會發(fā)生改變,平臺的計算能力也會相應(yīng)提高?!焙斡钊A說。
所以,將來真正拉開車企之間差距的,不是誰的激光雷達(dá)更先進(jìn),而是要看車輛的算法、算力、系統(tǒng)。激光雷達(dá),無法孤軍奮戰(zhàn)。
激光雷達(dá)加速發(fā)展,是行業(yè)各方玩家共同推進(jìn)的結(jié)果。它功能強(qiáng)大,前景廣闊,不應(yīng)該被忽視,但也不應(yīng)該被神話。
任何行業(yè)都需要有先行者。對于創(chuàng)新,我們理應(yīng)多一份包容,也要保有一份理性。理性客觀看待激光雷達(dá),行業(yè)才能健康有序發(fā)展。
來源:賢集網(wǎng)