激光雷達、計算機視覺和雷達三種技術都能助力自動駕駛,但它們各自有自己的優(yōu)劣,因而把它們組合起來是許多自動駕駛公司的做法,那么在各種各樣的組合中,這三種技術最終誰會占優(yōu)呢?本文由雷鋒網(wǎng)編譯自博客 Brad Ideas。
最近,一大批新創(chuàng)公司蠢蠢欲動,它們準備只靠計算機視覺和雷達就搞定自動駕駛。這些公司包括 AutoX 以及 Comma.ai。此外,像特斯拉這樣的大公司也想甩掉激光雷達的包袱,輕裝上陣搞定自動駕駛。
當然,特斯拉選擇走這條路是因為 Elon Musk 打了小算盤:激光雷達現(xiàn)在價格較貴,產(chǎn)能也不夠,但 Musk 卻想直接讓現(xiàn)售車輛未來通過軟件升級實現(xiàn)全自動駕駛。
這些公司信心十足,是因為在解決計算機視覺問題上,機器學習的應用,尤其是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡最近有了長足的進步。人工智能,特別是模式匹配和計算機視覺技術突破不斷。
此外,對新創(chuàng)公司來說,這是個巨大的賭注。類似谷歌這樣的大公司,都在醉心于激光雷達的研究,因此它們放松了其他解決方案,而這給新創(chuàng)公司留了巨大的發(fā)展空間。
當然,這些公司可能最終一無所有,但一旦成功,就能賺的盆滿缽滿,而風投公司最愛投資這類公司。
對于這三項關鍵技術,如今的趨勢已經(jīng)非常明顯:
1. 隨著時間的推進,激光雷達的價格會逐漸走低,性能會逐漸增強。最終,高端版本幾百美元就能搞定,而低端版則更加便宜;
2. 計算機視覺技術會不斷進化,最終可靠性達到使用要求。同時,與其搭配使用的高性能處理器和電源需要都會不斷走低;
3. 雷達的價格會降至兩位數(shù)(美元),用于分析雷達數(shù)據(jù)的軟件也會越來越聰明。
除此之外,一些新技術未來的走向也不好預測,比如遠程長波紅外激光雷達、新型雷達或能直接把光子當無線電波處理的激光雷達替代品。
當然,即使新技術能按照預測的趨勢發(fā)展,未來的贏家也一定是那些可以把多項技術相結合的公司,現(xiàn)在的問題是這些技術到底怎樣結合才更有效。
現(xiàn)有的激光雷達有個問題,那就是它分辨率有些低,探測距離不夠遠且售價昂貴。當然,計算機視覺問題也不少,當下它還不夠可靠,需要外部照明輔助,而且對計算機能力要求較高(意味著貴)。雷達的問題也是分辨率較低,甚至還不如激光雷達。
下面,我們就來介紹幾種有效的技術結合方案:
方案一:高端激光雷達為主,計算機視覺為輔
受大多數(shù)團隊青睞的 32 線或 64 線激光雷達在探測道路障礙的能力上非常可靠,只要在探測范圍內,它們幾乎不可能出錯。不過,一旦距離稍遠,它們就很有可能分不清障礙物到底是什么。
如將皮卡錯看成普通汽車,將 3 位行人看成 2 位,同時它也無法識別面部表情和肢體語言。最重要的是,這家伙是“色盲”,它看不出紅綠燈信號。
如果有了計算機視覺的輔助,情況就不一樣了。激光雷達可以將障礙物的圖片從背景中“摳”出來,隨后計算機視覺很容易就能分清它到底是什么,而且計算機視覺無需 100% 可靠,它只負責提升最終效果就行。
如果自動駕駛汽車只需遵從“不要撞到路上的東西”這樣簡單的命令,激光雷達就完全夠用,但這樣的設定下自動駕駛汽車會頻繁剎車,影響乘坐舒適度。
方案二:低端雷達+更可靠的計算機視覺
眼下,只擁有 4 組掃描線的激光雷達價格相對較低廉。不過,這樣的配置探測能力一般,對于位置較高、較低或較小的物體有時會無能為力。
因此,現(xiàn)在的問題是,如今計算機視覺系統(tǒng)能填補這個窟窿嗎?答案是不太好解決。畢竟計算機視覺系統(tǒng)需要外部照明輔助,燈光打在車輛正前方還好,如果弄個 360 度照明,就會讓駕駛員分心,而且還會影響其他車輛的行車安全,但如果不這樣做,又無法獲得 360 度的完整視野。
有人提出可以用紅外線燈來解決,這樣就不會讓駕駛員分心了,但這種解決方案也有個問題,那就是它的熱功率不夠高。
低端激光雷達確實能解決一些非常危險的漏報問題,但它有可能帶來更多副作用(即錯報導致的無端剎車)。在自動駕駛車輛行駛中,漏報完全不能接受,但錯報如果太多,也會影響用戶的乘坐體驗。
這種方案成本較為低廉,不過需要用到較為先進的計算機視覺技術,而這種水平的計算機視覺現(xiàn)有技術還無法實現(xiàn),但想實現(xiàn)這樣的技術并不是不可能。
其他方案
特斯拉一直在研究如何用雷達來協(xié)助車載攝像頭。雷達探測車輛前方的移動物體很有一手,許多新型號的產(chǎn)品對靜止物體探測效果也不錯,同時其分辨率也有提高。借助神經(jīng)網(wǎng)絡等新技術,車輛就能實時分辨周圍物體到底是什么了。
雷達對車輛的探測效果很好,但探測行人卻很弱。不過,如果將雙目視覺與計算機視覺搭配使用,探測能力就能大幅提高。
當然,如果只跑高速公路,只需提高雷達的探測距離和對高速物體的辨識能力就信,畢竟路上不會出現(xiàn)行人。
到底誰會最終獲勝?
無論誰獲勝,未來最終決定自動駕駛汽車走向何方的是成本問題,而現(xiàn)在,安全則是第一要務。只要能比競爭對手更安全,花多少錢都行,降低成本的事以后可以徐徐圖之。這也是大多數(shù)團隊都選擇方案一的原因。
不過,有時自動駕駛團隊和媒體很容易犯一個錯誤,那就是做一個演示很簡單,只靠激光雷達或計算機視覺就能順利完成,但要想徹底消除那 1% 的不安全因素,你需要花掉整個研發(fā)過程 99% 的時間。
即使如谷歌這樣經(jīng)驗豐富,行駛里程無人能力的團隊,也不敢肯定的說自己的自動駕駛汽車車百分之百安全。也許隨著技術進步,隨便一個團隊就能讓自動駕駛汽車在路上玩?zhèn)€“大撒把”,但要記住,演示行駛并不代表成功。