“科技不僅限于計(jì)算機(jī)技術(shù)，任何新方法，任何可以使事情更容易完成的方法都是科技，這才是科技的正解。”——彼得-蒂爾
L4級(jí)無人駕駛的世界難題
前百度高級(jí)副總裁、自動(dòng)駕駛事業(yè)部總經(jīng)理王勁
L4有多難，對(duì)標(biāo)特斯拉來看。在去年底，特斯拉也曾發(fā)布過一段演示視頻，顯示了電動(dòng)汽車在自動(dòng)駕駛狀態(tài)時(shí)“看到”的景象。從那段視頻中看乘客在整個(gè)行駛過程中基本沒做過操作，即達(dá)到了L4級(jí)別。
看背景——百度無人車采用的是64線激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭等多種感應(yīng)器來感知道路上的環(huán)境。其中，VelodyneLiDAR 64線激光雷達(dá)就是那個(gè)價(jià)值70萬的“東西”，它在測(cè)距的精確性上極具優(yōu)勢(shì)，工作原理類似于蝙蝠的發(fā)聲器官，通過獲取光脈沖打在物體上并反射回到接收器的傳播時(shí)間，再根據(jù)光速可精確測(cè)算出測(cè)量物的距離。LiDAR進(jìn)行物體掃描時(shí)，采用感知系統(tǒng)硬件與計(jì)算功能軟件相結(jié)合的方式，增加激光線數(shù)后，可減輕運(yùn)算的負(fù)擔(dān)。
毫無疑問，它很酷，但它真能如最初計(jì)劃在三五年內(nèi)走進(jìn)我們的生活嗎？
3月1日，一封宣布百度自動(dòng)駕駛事業(yè)部等三合一、成立智能駕駛事業(yè)群組（IDG）的郵件在網(wǎng)上曝光，敲黑板~這封郵件的重點(diǎn)還有，該IDG部門將交由到任不久“AI靈魂人物”陸奇負(fù)責(zé)，而時(shí)任百度高級(jí)副總裁、原自動(dòng)駕駛事業(yè)部總經(jīng)理王勁被宣布“內(nèi)部休息調(diào)整”。
調(diào)整后的百度高管團(tuán)隊(duì)頁(yè)面
L4級(jí)無人駕駛的世界難題
剛剛過去的這兩年是百度無人車風(fēng)光無限的時(shí)段，2015年底百度無人車從百度大廈出發(fā)奔向北五環(huán)，完成首次路測(cè)后，驚動(dòng)了行業(yè)；完成首次路測(cè)后，提出實(shí)驗(yàn)室“閉門”造不出“無人車”，百度先后與蕪湖、烏鎮(zhèn)等政府合作共建無人車示范區(qū)域；又走到美國(guó)，在與全球頂尖無人車“同場(chǎng)競(jìng)技”中完成了硅谷“第一跑”，為中國(guó)拿到了為數(shù)不多的無人車頂尖技術(shù)比拼的“入場(chǎng)券”；隨后，百度無人車在世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)的烏鎮(zhèn)體驗(yàn)運(yùn)營(yíng)，這是首次在開放城市道路情況下，實(shí)現(xiàn)全程無人工干預(yù)的L4級(jí)無人駕駛技術(shù)……
前百度高級(jí)副總裁、自動(dòng)駕駛事業(yè)部總經(jīng)理王勁
技術(shù)派王勁也因此在職業(yè)生涯中獲得了最多關(guān)注。去年底，由美國(guó)知名汽車媒體Automotive News評(píng)選的《60名驅(qū)動(dòng)自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展的人物》中，百度高級(jí)副總裁王勁成為唯一的中國(guó)企業(yè)代表。Automotive News給出了王勁獲選的理由：中國(guó)搜索引擎公司百度在自動(dòng)駕駛技術(shù)上投入了很多，在王勁的帶領(lǐng)下，該公司計(jì)劃在2018年前小規(guī)模推出自動(dòng)駕駛汽車并在2021年之前實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
我們需要了解自動(dòng)駕駛的概念——準(zhǔn)確來說是L4級(jí)無人駕駛技術(shù)。根據(jù)美國(guó)NHTSA公布的劃分標(biāo)準(zhǔn)，智能汽車要經(jīng)過輔助駕駛、半自動(dòng)駕駛、有條件自動(dòng)駕駛、自動(dòng)駕駛四個(gè)階段，其中L4屬于全無人駕駛的最高級(jí)別。
L4有多難，對(duì)標(biāo)特斯拉來看。在去年底，特斯拉也曾發(fā)布過一段演示視頻，顯示了電動(dòng)汽車在自動(dòng)駕駛狀態(tài)時(shí)“看到”的景象。從那段視頻中看乘客在整個(gè)行駛過程中基本沒做過操作，即達(dá)到了L4級(jí)別。
但是有“激進(jìn)”之稱的埃隆?馬斯克卻在近期迪拜召開的世界政府首腦（WGS2017）會(huì)議上稱，特斯拉商用Level 4級(jí)別的自動(dòng)駕駛技術(shù)的明確時(shí)間表是10年。“對(duì)于新售汽車全部搭載自動(dòng)駕駛技術(shù)，還需要10年可以實(shí)現(xiàn)，燃油車徹底退出歷史舞臺(tái)，則仍需20年左右來過渡。”
穩(wěn)定、成本與量產(chǎn)
特斯拉在L4商用上的保守，大致可以代表業(yè)界的普遍態(tài)度。而決心那么大的百度，在無人車上的底氣來自于什么呢？
一方面，是真金白銀的投入，據(jù)王勁公開場(chǎng)合披露，百度在無人車研發(fā)的投入超過了以往任何一個(gè)產(chǎn)品。另一方面，則的確是聚攏了一批頂尖人才以及百度在大數(shù)據(jù)、AI方面的積累。
但是實(shí)驗(yàn)階段的成功與商業(yè)化的勝利并不是一個(gè)層級(jí)的概念。大量實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品走不出工業(yè)界，或因時(shí)機(jī)不對(duì)，或因無法量產(chǎn)。
外界普遍認(rèn)為硬件成本就是制約無人車商業(yè)化的因素之一。有這么一個(gè)段子，當(dāng)然也是真事。
王勁曾說他的老板李彥宏問他“你整天弄（一個(gè)雷達(dá)就要）70萬的東西，你能賣給誰??？”百度無人車車頂?shù)募す饫走_(dá)就要70萬人民幣，這并不夸張，Google在其無人車原型中使用的Velodyne雷達(dá)售價(jià)也為8萬美元左右。
值得聯(lián)想的是，2016年還有這樣一則消息，Velodyne公司發(fā)布公告稱，旗下激光雷達(dá)公司VelodyneLiDAR獲得正在發(fā)展自己的無人駕駛技術(shù)的百度與福特公司1.5億美元的共同投資，三方將圍繞無人駕駛領(lǐng)域展開全方位合作。
百度的無人駕駛汽車的多次成功路測(cè)，愉快奔跑的背后有著謎之為難。效果、成本與量產(chǎn)的矛盾，一直是商業(yè)時(shí)代的難題，百度無人車項(xiàng)目也是如此。當(dāng)然，內(nèi)部創(chuàng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)明顯，百度投資了VelodyneLiDAR，原定計(jì)劃向前推進(jìn)了一大步，但是距離真正的量產(chǎn)呢？
王勁在今年初還表示百度所使用的64線激光雷達(dá)已經(jīng)從去年的70萬元降到了今年的50萬元，但除此之外，車身上還有三個(gè)價(jià)值10萬元的16線激光雷達(dá)呢。
激光雷達(dá)價(jià)格昂貴的主要原因還是技術(shù)檻相對(duì)較高，行業(yè)發(fā)展成熟度相對(duì)較低，像個(gè)人電腦出現(xiàn)之初價(jià)格昂貴一樣，隨著技術(shù)發(fā)展和行業(yè)配套成熟，激光雷達(dá)的價(jià)格一定會(huì)下降，這也是趨勢(shì)。
大規(guī)模量產(chǎn)，零部件價(jià)格下降，零部件下降，大規(guī)模量產(chǎn)變成可能，雞生蛋、蛋生雞的難題，放在無人車與激光雷達(dá)之間著實(shí)難以破解。交由時(shí)間來辦，或許5到8年并不保守，特斯拉的10年時(shí)間表看起來更像會(huì)成真。
關(guān)于激光雷達(dá)的那些事兒
目前，可用于車載的激光雷達(dá)的產(chǎn)品及生產(chǎn)廠商主要集中于國(guó)外，包括美國(guó)Velodyne公司、美國(guó)Quanegy公司以及德國(guó)IBEO公司等。而Velodyne在無人駕駛領(lǐng)域的影響力最早來自于2007年DARPA無人車挑戰(zhàn)賽。當(dāng)年獲得第一名和第二名的高校分別是卡耐基梅隆大學(xué)和斯坦福大學(xué)，他們當(dāng)時(shí)使用的正是Velodyne激光雷達(dá)。此后，該公司開發(fā)的激光雷達(dá)被谷歌、百度等涉及無人駕駛的公司廣泛使用。
激光雷達(dá)，其實(shí)也不僅僅能用于無人車，也能用于無人機(jī)、掃地機(jī)器人等與計(jì)算機(jī)“看見”相關(guān)的產(chǎn)品。專注機(jī)器人視覺的速感科技CEO陳震告訴機(jī)器人圈，激光雷達(dá)的主要優(yōu)勢(shì)是能夠輕松地建立地圖供后端算法決策，而且精度很高。但由于可靠性、成本以及成像維度小的問題，最主要還是成本原因，還沒有普遍應(yīng)用在這些領(lǐng)域中。
四川傲勢(shì)科技有限公司智能控制部科學(xué)家對(duì)機(jī)器人圈表示，激光雷達(dá)與傳統(tǒng)雷達(dá)探測(cè)原理類似，激光也是廣義高頻的電磁波，在無人機(jī)上的激光雷達(dá)，是利用單束窄帶激光器脈沖式或連續(xù)波調(diào)制的激光發(fā)射，通過接受系統(tǒng)接受反射回波，利用兩者相對(duì)時(shí)間相位關(guān)系測(cè)量反射物距離探測(cè)器距離，通過旋轉(zhuǎn)掃描等方式獲得相對(duì)于飛行器四周的環(huán)境物體空間關(guān)系。雷達(dá)探測(cè)波長(zhǎng)越長(zhǎng)探 測(cè)距離越遠(yuǎn)、繞射能力越強(qiáng)，但精度越差。激光雷達(dá)波長(zhǎng)很短，因此測(cè)量精度很高(厘米毫米級(jí)別)，通過與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(IMU)組合后，可用于無人機(jī)障礙規(guī)避或載荷測(cè)繪。激光雷達(dá)具有分辨率高、體積小功耗、抗干擾能力強(qiáng)、最小工作距離短等優(yōu)點(diǎn)。但激光雷達(dá)的缺點(diǎn)也很明顯， 如遠(yuǎn)距離探測(cè)能力差、受天氣(霧霾)影響、受反射物條件(水面，玻璃，太陽(yáng)光)等影響較大。
傲勢(shì)科技智能硬件部的科學(xué)家也對(duì)機(jī)器人圈表示了成本壁壘，民用的SLAM（即時(shí)定位與地圖構(gòu)建） 中激光雷達(dá)算是最貴的，比相機(jī)和IMU貴很多且重很多，所以降低成本的話，就是去掉激光雷達(dá)。目前，視無人機(jī)尺寸用途不同，微型娛樂級(jí)別無人機(jī)通常也采用超聲波雷達(dá)、視覺圖像識(shí)別等方式，大中型無人機(jī)多采用毫米波雷達(dá)或?qū)I(yè)的地形規(guī)避雷達(dá)完成周邊態(tài)勢(shì)感知。
從技術(shù)上看，掃地機(jī)器人的導(dǎo)航方案目前算法以及系統(tǒng)化能力上國(guó)內(nèi)已經(jīng)基本與國(guó)外的低端激光雷達(dá)方案保持同等水平（且價(jià)格上更便宜），這與激光雷達(dá)生產(chǎn)工藝、關(guān)鍵部件的生產(chǎn)水平、良率控制以及專利問題等導(dǎo)致由國(guó)外壟斷不一樣。
科沃斯、小米掃地機(jī)器人為了提高精度，率先采用了SLAM中的低成本激光雷達(dá)方案。陳震則認(rèn)為，視覺是一種很好的替代低成本激光雷達(dá)的方案，低成本激光雷達(dá)的SLAM在成本和精度上與VSLAM相比沒有太大優(yōu)勢(shì)，以往由于視覺SLAM后段的計(jì)算量非常大，所以在應(yīng)用中的性價(jià)比一直是問題，到目前隨著專用芯片（FPGA，DSP）的普及，很大程度上解決了視覺SLAM后段的計(jì)算量問題，因此會(huì)成為非常有競(jìng)爭(zhēng)力的低成本導(dǎo)航方案。
激光雷達(dá)低端可替代，但高端、高精度的激光雷達(dá)，到底能被怎樣的降成本，或者說能怎樣早日協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，卻待時(shí)間解答。
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