新能源車行業(yè)的智能化競爭愈發(fā)激烈,自動駕駛更是成為各大車企科技比拼的焦點。近日,廣汽埃安就宣布:將在旗下SUV車型AION LX上實現(xiàn)第二代智能可變焦激光雷達的全球首發(fā)應(yīng)用,與此同時,以特斯拉為代表的部分廠商還依然堅持純視覺的路線,對激光雷達說“NO”,卻也已經(jīng)實現(xiàn)了一定程度的自動駕駛水平。我們不禁疑惑:自動駕駛的未來一定是激光雷達嗎?搭載激光雷達的意義究竟在哪里呢?
視覺派VS雷達派,究竟誰能勝出?
眾所周知,實現(xiàn)自動駕駛需要解決三個核心問題:“我在哪?我要去哪?我該如何去?”而這套自動駕駛核心技術(shù)體系可簡單概括為“感知、決策、執(zhí)行”。在自動駕駛最重要的第一步——感知層面,目前分為“兩大門派”:純視覺派和雷達派。
兩者主要區(qū)別就是收集路況數(shù)據(jù)的傳感器不一樣,純視覺派的唯一“眼睛”是攝像頭。馬斯克認為,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駕駛,自動駕駛技術(shù)也可以。但說歸說,純視覺系統(tǒng)目前存在很多技術(shù)障礙,如測距不準、逆光時會嚴重失真等。特斯拉很多起由自動駕駛系統(tǒng)引發(fā)的事故,就是由攝像頭感知局限所造成的。例如,在一起事故中,特斯拉車型就沒有識別到馬路中間白色的卡車而直接撞了上去,這也成為很多人談“視覺派”自動駕駛而“色變”的原因。
既然單純用攝像頭存在問題,那利用雷達來彌補純視覺缺陷的“雷達派”就出現(xiàn)了。他們選擇把激光雷達當作主要“眼睛”之一,再配合攝像頭,綜合判斷障礙物的距離和視覺細節(jié)。如在碎石路上,前車蹦起一塊小石子彈向后車,雷達可以實時判斷小石子飛行速度和位置。同時,激光雷達不受光照影響,即使在漆黑的夜里也能保持精準探知。而第二代智能可變焦激光雷達的出現(xiàn)則更讓人驚喜,它可以構(gòu)造出三維立體圖像,完美解決視線逆光、凹凸路面、錐桶或小球等極端場景,還有不規(guī)則物體的識別難題,大幅降低自動駕駛接管率的同時,全面提升安全性,這就比純視覺靠譜了許多。業(yè)內(nèi)人士普遍認為,在這場“路線之爭”中,激光雷達的贏面或許要更大。
“智能可變焦”才能滿足不同場景的自動駕駛需求
事實上,激光問世后的第二年,即1961年,科學(xué)家就提出了激光雷達的設(shè)想。自20 世紀70 年代末以來,激光雷達就開始用于坦克、火炮、艦艇和飛機的火控系統(tǒng),尤其是激光自動跟蹤雷達,以其精確測距、精確測速、精確跟蹤的優(yōu)點,在軍事領(lǐng)域廣受青睞,只是由于成本高昂而遲遲沒有普及民用。
近年來,隨著激光雷達技術(shù)飛速發(fā)展,成本逐步降低,才開始被汽車廠商發(fā)掘。目前已有車企開始嘗試應(yīng)用激光雷達,但均未實現(xiàn)量產(chǎn),究其原因或與采用的第一代機械式激光雷達技術(shù)不成熟有關(guān)。
第一代激光雷達多為一維掃描架構(gòu),刷新幀率和分辨率固定不可變,但不同的自動駕駛場景往往對刷新幀率和分辨率有著不同的需求。
(第一代激光雷達,分辨率和刷新幀率固定)
比如,高速自動駕駛場景,行駛速度快、車距較遠,更需要關(guān)注遠處的行駛車輛以及三角警示標、雪糕筒、掉落的輪胎、掉落的樹枝等障礙物。相對而言,分布在地面和天空等非重要區(qū)域過高分辨率則成為了算力的負擔。而第一代激光雷達分辨率固定,且無法只關(guān)注目標區(qū)域,一方面對自動駕駛芯片算力需求大,另一方面會降低目標區(qū)域的分辨率。
第二代智能可變焦激光雷達具有智能可變焦功能,0.2°-0.05°智能調(diào)控分辨率(主流第一代固定0.2°),相比第一代激光雷達可以看得更遠、看得更清。
(左:第一代固定分辨率; 右:第二代智能調(diào)控分辨率)
在高速行駛過程中,可重點關(guān)注目標區(qū)域,將目標區(qū)域分辨率由0.2°動態(tài)提升至0.1°(甚至更高),意味著車輛的識別距離由120-150米提升到180-200米,對靜態(tài)小型障礙物的檢測距離由85米提升到160米,對于駕駛時速120km/h行駛的智能駕駛車輛而言,這是從安全制動距離到舒適制動/變道距離的質(zhì)變,將為用戶乘坐舒適度體驗帶來巨大飛躍。
(高速上,智能駕駛車輛以120km/h行駛,0.2°垂直分辨率對障礙物的感知距離僅剛好滿足安全制動要求,垂直分辨率提高至0.1°,對障礙物的感知距離能達到舒適制動需求)
而城市自動駕駛場景,加塞并行車輛、穿行的兩輪車、行為各異的行人、橫向穿梭的車輛等讓路況變得復(fù)雜且變化快,障礙物與本車距離極近。而在此時,激光雷達刷新幀率越快,越能先識別出路況的變化,越能從容應(yīng)對加塞、鬼探頭等突發(fā)狀況。而第一代激光雷達刷新幀率固定且較低,響應(yīng)較慢,跟車空檔大,很容易就被其它車“插隊”。
第二代智能可變焦激光雷達刷新幀率可變,10-30Hz智能變頻刷新幀率(主流第一代固定在10Hz),擁有比第一代快三倍的響應(yīng)速度,可以實現(xiàn)毫秒級應(yīng)變。
在城區(qū)左轉(zhuǎn)場景中,可將刷新幀率由10Hz提升至20Hz(或者更高),假如對向行駛速度30km/h(那么差速則60 km/h),10Hz幀率下相鄰幀兩車輛位移約2m,而20Hz幀率下約為1m,這意味著智能駕駛車輛可以更準確地判斷安全左轉(zhuǎn)的空檔,減少不必要的原地等待,安全地完成左轉(zhuǎn),提高智能駕駛體驗。
(左:第一代固定刷新幀率; 右:第二代智能變頻刷新幀率)
除了優(yōu)異的性能外,在體積和成本方面也具有絕對的優(yōu)勢。第二代智能可變焦激光雷達,是目前全球體積最小的激光雷達(45x110x108mm),相對于大個頭的第一代激光雷達,可無感融入車身,讓顏值不留死角。此外,成本相對于第一代也下降了三分之二。
出色的性能+全球最小的體積+成本優(yōu)勢,讓激光雷達大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用成為了必然趨勢。
AION LX量產(chǎn)搭載第二代激光雷達,高階自動駕駛正在加速到來
汽車朝智能化方向發(fā)展的趨勢已不可逆,眾所周知,高階的自動駕駛需要優(yōu)秀的硬件基礎(chǔ)。而廣汽埃安獨有的GEP 2.0純電專屬平臺,集電動車平臺、三合一電機、開放式線控平臺、電控轉(zhuǎn)向、冗余制動-ESP hev+ibooster于一身,是行業(yè)公認的接口開放程度、平臺穩(wěn)定性及安全性較高的整車平臺。也正是基于此平臺,2020年廣汽埃安AION LX率先量產(chǎn)搭載了ADiGO3.0自動駕駛系統(tǒng),擁有全球唯一的“毫米波雷達+智能攝像頭+高精地圖”三重感知系統(tǒng),實現(xiàn)高精地圖全路段全速域脫手自動駕駛,開啟了“L3自動駕駛元年”。此外,百度、文遠智行、小馬智行等自動駕駛公司,明確使用AION LX作為高階自動駕駛的原型車。此外,廣汽埃安正在打造L4級自動駕駛能力的AION LX,并開展大規(guī)模的示范性運營。在智能車發(fā)展的大潮中,AION LX已然成為高階自動駕駛的最佳載體!
如今,隨著第二代智能可變焦激光雷達在AION LX上實現(xiàn)搭載量產(chǎn),三重感知將提升為四重感知(智能攝像頭+毫米波雷達+高精地圖+激光雷達),為消費者帶來更高階的自動駕駛體驗。未來,廣汽埃安還在規(guī)劃應(yīng)用更領(lǐng)先的Flash和FMCW(1550nm)激光雷達技術(shù),進一步提升ADiGO 自動駕駛體驗。
在智能汽車時代,自動駕駛已經(jīng)成為一臺車的核心和靈魂,也是每家車企的必爭領(lǐng)域。第二代智能可變焦激光雷達在AION LX上的量產(chǎn)搭載,帶來的不僅僅是更加高階的自動駕駛體驗,也必將促使整個行業(yè)自動駕駛的加速迭代。
無論是純視覺路線,還是“四重感知”下的融合路線,可看到的是,人類離徹底告別方向盤的時代已經(jīng)越來越近了!
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