現今,自動駕駛已成為業(yè)界的一個熱門話題,不管是以通用、福特、奔馳等為代表的傳統(tǒng)汽車廠商,還是以特斯拉、蔚來汽車等新能源汽車廠商,亦或是像滴滴、Uber 這樣的共享汽車平臺,都競相在這片熱土中馳騁。
關于自動駕駛技術相關的傳感器,目前主要有視覺、激光雷達、毫米波雷達等,三者在功能上各有優(yōu)勢,在一臺車子上,一般需要兩者或兩者以上結合使用。在應用層面上,就目前而言,主要分為兩派,一個是以特斯拉為代表的視覺攝像頭+毫米波雷達解決方案,另一個則是以 Goolge,百度等為代表的采用激光雷達以實現全自動駕駛的陣營。
在本期的 ACT TALK 中,我們邀請了激光雷達、毫米波雷達相關的兩名創(chuàng)業(yè)者——速騰聚創(chuàng)創(chuàng)始人 & CEO 邱純鑫以及杭州智波科技董事長袁帥分別講述這兩項技術應用、市場拓展狀況以及對多傳感器融合的看法。
速騰聚創(chuàng)邱純鑫:低速車領銜無人駕駛,激光雷達將越做越小
邱純鑫在機器人環(huán)境感知技術方面有著十余年的研發(fā)經驗,在 2014 年成立速騰聚創(chuàng),專注激光雷達的研發(fā)。他認為,新能源汽車(鋰電池、充電樁等)、自動駕駛(激光雷達、攝像頭、毫米波雷達等)、共享經濟(大數據、高精度地圖)這三股力量正在共享無人駕駛汽車這個億萬市場。
另外,邱純鑫還表示,實現無人駕駛的第一階段,即利用自動駕駛技術實現載物、載人的功能,其中,低速車(針對特定場景的快遞車、區(qū)域出租車等)僅應用在封閉園區(qū)內,不容易對人、物等造成重大傷害,因此相較于其他公路車輛更容易落地。乘用車(如公共汽車、出租車等)則是無人駕駛汽車的第二階段,相較于第一階段,增加了通訊、娛樂和信息交互入口。
無人駕駛涉及到高精度地圖、環(huán)境感知、決策規(guī)劃、車輛控制這幾個重要環(huán)節(jié),其中,環(huán)境感知是難度系數最大、工程量最復雜的一環(huán)。包括激光雷達、攝像頭、毫米波雷達、GPS+IMU、編碼器等傳感器技術的研發(fā)和測試。
與毫米波雷達、攝像頭這兩種方案相比較,激光雷達具有探測距離遠、測量精度高的優(yōu)勢,但劣勢就在于,無法應對雨雪、霧霾天氣,且不具備攝像頭能識別路標、車牌的功能。
邱純鑫表示,利用激光雷達的優(yōu)勢,通過點云算法,能實現路沿檢測、障礙物識別、定位與地圖創(chuàng)建的功能,另外通過融合算法,進一步實現車道線、障礙物的檢測,以及動態(tài)物體跟蹤。三維圖像呈現的即時性使得后期數據處理工作得到大大縮減。
前不久,速騰聚創(chuàng)宣布旗下多線激光雷達產品已做好量產準備,供貨周期大約為四周,是目前國內首個宣布量產的激光雷達廠商。
接下來,速騰聚創(chuàng)將繼續(xù)讓多線激光雷達的研發(fā)和量產提上日程,在現有基礎上,把雷達核心芯片化,降低產品的成本,提高規(guī)模量產的能力及穩(wěn)定性,推進產品在多個領域內的應用。
目前,國內外廠商的激光雷達個體體積都相對較大(例如 Google 用的 velodyne 64 線激光雷達就如頂著一個大花盆),邱純鑫表示,未來,激光雷達有望被做成普通攝像頭般大小。
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速騰聚創(chuàng)創(chuàng)始人 & CEO 邱純鑫
智波科技袁帥:高精度毫米波雷達的實現是個漫長的過程,國產替代進口并非不可能
相比激光雷達,毫米波雷達技術已十分成熟,且有相當長的歷史(始于上世紀 60 年代)。智波科技董事長袁帥表示,毫米波雷達是除視覺攝像頭以外的另一個成熟方案,被應用的頻率也在不斷提高。
相比攝像頭、激光雷達,毫米波雷達具有可穿透灰塵、雨水這一點絕對優(yōu)勢,因此可全天候工作且不受天氣影響。
據介紹,目前市面上的毫米波雷達有 24GHz,77GHz 兩種規(guī)格。其中,77GHz 毫米波雷達主要用在車的正前方,用于對中遠距離物體的探測,24GHz 毫米波雷達一般被安裝在車后方,用于盲點檢測。另外,視覺攝像頭在自動駕駛實現預警功能,而控制的實現則離不開毫米波雷達的配合。
奔馳 S 級毫米波雷達配置(車前 5 個,車后 2 個)
目前的毫米波雷達的主要缺陷在于精度還不夠完美,例如無法非常精確的將兩個物體進行區(qū)分,而視作一個物體的情況。袁帥表示,只要毫米波雷達的波長、帶寬足夠,其成像效果也能與激光雷達相媲美,當然,實現成本也不低。而在國外,79~81GHZ 的毫米波雷達技術已進行預研階段,正在為實現無人駕駛蓄勢待發(fā)。
目前,智波科技已推出 24GHz 民用雷達產品(主要應用在無人機當中),并曾在自動駕駛汽車上進行緊急制動的實測,77GHz 的毫米波雷達產品還處在研發(fā)階段。袁帥坦言道,作為一家初創(chuàng)公司,他們依靠民用雷達產品的變現來維持公司的運轉以及更高性能產品的研發(fā)。而要完成最終應用在自動駕駛車輛上的毫米波雷達,還需要長時間的研發(fā)和調試。
智波科技用毫米波雷達對室內環(huán)境進行地圖建模
袁帥認為,雖比起國外的成熟產品,國內創(chuàng)業(yè)者的優(yōu)勢并不明顯,但隨著國內技術的成熟和落地,性價比高的國產替代進口也并非不可能,且國內擁有大量的市場空間。
智波科技董事長袁帥
每個方案都不是 100% 的完美,如何實現多傳感器的融合?
鑒于攝像頭、激光雷達、毫米波雷達三者各有優(yōu)勢的特點,正如前文所說的,不少無人駕駛廠商采用兩者或兩者以上結合的方案。對于多傳感器的融合,邱純鑫和袁帥分別提出了自己的見解。
邱純鑫認為,目前這三種方案的任何一種都沒能做到 100% 的完美,例如攝像頭,不僅依靠深度學習,還需要大量的數據訓練。各個領域的研究人員都在不斷提高自身產品的性能,而事實上,從 99% 到達 100% 的這一步是最困難的。因此,可將各個方案的性能進行充分挖掘后,再進行融合,以一方優(yōu)勢補充另一方劣勢。
袁帥則表示,目前各個技術對于輔助駕駛都能起到良好的作用,但兩個可靠度很高的傳感器進行融合后,難免會產生「木桶效應」,即整體效果會受到某個傳感器最差性能的制約。這就需要傳感器具有足夠先進的技術,以及大數據、人工智能的支持。
如何跨越「量產難」的這道鴻溝?
對于智能硬件產品來說,量產從來就是一個困擾著廣大創(chuàng)業(yè)者的問題,同時,在產品調試、解決問題的過程中,往往需要耗費大量的人力和時間。
對此,袁帥表示,因目前國內沒有成熟的經驗供借鑒,所以大家也遇到過不少「坑」,他們采用的辦法就是,在產品設計的過程中盡可能的預料到各種可能出現的問題,并經過不斷的測試、發(fā)現問題并解決,當然,問題不能完全避免。
對于激光雷達來說,供貨量不足、周期長更是行業(yè)常態(tài),速騰聚創(chuàng)則采用拓展產線的方法,在研發(fā)和設計過程中,經過不斷的嘗試來提高自身對產品的評測能力。