2020年廣州車展,小鵬發布新一代自動駕駛體(ti) 係,並宣布將於(yu) 2021年推出全球首款搭載激光雷達的量產(chan) 智能汽車。
這則消息引來馬斯克隔空diss,但何小鵬反駁:“看來我們(men) 發布的包含激光雷達的小鵬下一代自動駕駛架構,讓西邊的某人很不爽……”
讓大洋兩(liang) 岸中美兩(liang) 家造車新勢力的代表人物隔空互噴,就因為(wei) 一個(ge) 激光雷達?至少何小鵬是這麽(me) 認為(wei) 的。
對於(yu) 自動駕駛,激光雷達到底會(hui) 在其中起到多大的作用?其實尚未完全到蓋棺定論之時,但可以肯定的是,因為(wei) 激光雷達,自動駕駛這條路正走向不同的方向。
一邊是堅定站在對立麵的馬斯克所代表的特斯拉,另一邊是不斷宣布擁抱激光雷達的非特斯拉們(men) 。
那麽(me) 一個(ge) 激光雷達到底能為(wei) 自動駕駛帶來哪些改變呢?和毫米波雷達、攝像頭、超聲波雷達這些早已大批量上車的自動駕駛傳(chuan) 感器不同,昂貴的激光雷達直至目前還隻是隻聞其聲,鮮見其形。
不過在2020年年末,從(cong) 發生的一係列自動駕駛事件來看,車載激光雷達大規模上車的前夜或許已經到來。
激光雷達相比其它自動駕駛傳(chuan) 感器最大的優(you) 勢其實是擁有對周圍環境3D精準建模的能力。
毫米波雷達可以高速測距,攝像頭可以識別車道線、限速標示等,超聲波雷達的實用探測距離太短,隻適用於(yu) 低速泊車,而激光雷達對目標的高精度識別、對動態障礙的檢測跟蹤是其他傳(chuan) 感器所不具備的。
有了激光雷達加持,自動駕駛車輛大概就像是一個(ge) 近視者獲得了一副更適合自己度數的眼鏡。
沒有激光雷達的時候,毫米波雷達隻提供了一個(ge) 大概的物體(ti) 輪廓,依靠視覺算法識別的攝像頭容易對場景誤判(比如很典型的一個(ge) 例子是會(hui) 把前方車輛海報上的假人識別成一個(ge) 真實的行人)。
而激光雷達則讓自動駕駛汽車對於(yu) 眼前事物的識別的更為(wei) 清晰易懂,對周圍環境的高精度感知能力會(hui) 有躍進式的提升,這對於(yu) 自動駕駛能力的提升必然也是躍進式的。
2017年,奧迪A8是第一個(ge) 搭載了激光雷達的量產(chan) 車型,使用的是法雷奧的Scala 1,這款激光雷達射程為(wei) 150 米,水平視場角 145°,垂直視場角 3.2°。
到了2019年,法雷奧Scala1 迭代為(wei) Scala 2,垂直視場角達到了10°,對車輛的探測距離達到300米,最新一代的奔馳S級用的即是法雷奧 Scala 2。
法雷奧Scala 1是一款4線激光雷達,到了Scala 2激光掃描線束由4線升級為(wei) 16線,激光雷達工作的原理就是將激光線束豎向排列形成一個(ge) 麵,通過調整角度發射激光束並由傳(chuan) 感器接收並記錄,就可以做到對周圍環境的三維感知。
▲不同線束的激光雷達掃描精度對比
豎向排列線束越多,掃描密度越大,激光雷達的精度相對就越高,當然價(jia) 格也就越貴。而激光雷達簡單分兩(liang) 種,機械式和固態,其中機械式激光雷達可以通過機械旋轉部件直接驅動激光線束,實現對周圍環境的感知。
機械式激光雷達的優(you) 點是測量精度更大,且可以擁有一個(ge) 360°視場,另外由於(yu) 法規的原因,運動的激光源可以比固定激光源發射更高的功率,也就意味著機械式激光雷達探測距離會(hui) 更遠。
不過機械式激光雷達由於(yu) 結構更複雜,體(ti) 積更大,所以在適配性上不太好,且量產(chan) 的成本很高,比如奔馳和奧迪的旗艦車型搭載的法雷奧Scala,就是一款機械式激光雷達,而這也是目前唯一一款實現量產(chan) 的符合車規級標準的激光雷達。
而區別於(yu) 機械式激光雷達,固態激光雷達由於(yu) 不具備機械旋轉部件,主要通過主要依靠電子部件來控製激光發射角度,所以結構簡單,成本更低。
但相比機械式激光雷達的缺點在於(yu) 掃描角度有限,且由於(yu) 固態激光雷達對信號的接收是一整個(ge) 麵,所以會(hui) 引入較多的環境光噪聲,測量精度相對機械式激光雷達較低。
對於(yu) 選擇擁抱激光雷達的自動駕駛車企們(men) 來說,機械式和固態哪一種會(hui) 成為(wei) 第一選擇呢?換句話說,機械式和固態的哪一種會(hui) 率先大規模上車?一定會(hui) 是固態激光雷達。
因為(wei) 機械式激光雷達的成本太高,據業(ye) 內(nei) 人士消息,一枚16線的機械式雷達僅(jin) IC芯片成本就需要不低於(yu) 3200美元,比如法雷奧Scala 2 ,這還不包括其他部件的成本。而目前確切的消息是,一枚的64線Velodyne機械式激光雷達價(jia) 格在7萬(wan) 美元以上,這是車企們(men) 幾乎不可能接受的。
別看Uber、Waymo這些自動駕駛公司的測試車清一色全是頭頂碩大的多線束機械式激光雷達,對於(yu) 自動駕駛的測試車輛來說,對高階段自動駕駛發展的探索和掌握,必須依賴到更高精度的傳(chuan) 感器,這個(ge) 時候必然也會(hui) 是性能優(you) 先,但進入商業(ye) 化量產(chan) 一定是另一回事了。
關(guan) 於(yu) 固態激光雷達,最近的一個(ge) 新聞就是12月21號華為(wei) 發布了達到車規級驗證的96線激光雷達,可以年產(chan) 10萬(wan) 套/線,而據消息稱華為(wei) 的96線激光雷達價(jia) 格將控製到200美元以內(nei) ,相比傳(chuan) 統機械式激光雷達低太多,而這必然也會(hui) 是一款固態激光雷達了。
而除了華為(wei) ,目前在固態激光雷達的賽道上還有大疆、禾賽、Velodyne、ouster、Quanergy、ibeo等等,相比起機械式激光雷達,越來越多的科技公司正在把目光放在了固態激光雷達身上。比如法雷奧Scala,前兩(liang) 代是機械式,而第三代產(chan) 品也正在轉向固態激光雷達。
而在車企方麵,目前明確對外公布將在未來量產(chan) 車型上搭載激光雷達的車企有小鵬、沃爾沃、本田、長安、極狐、蔚來、寶馬等。
其中長安、極狐未來新車搭載可能就將是華為(wei) 的96線激光雷達,而以每枚200美元計算,即便要用5枚的長安在激光雷達上的成本也才1000美元,這遠比使用機械式激光雷達更具吸引力。
而據谘詢機構Yole預計,全球激光雷達出貨量將從(cong) 2020年的34萬(wan) 個(ge) ,預計增長到2030年的2390萬(wan) 個(ge) ,到2030年全球激光雷達市場規模預計將超過百億(yi) ,激光雷達的裝車量將迎來指數級的增長。
這其中機械式激光雷達雖然是早先一步進行量產(chan) 嚐鮮的,但作為(wei) 更具性價(jia) 比的固態激光雷達,卻將會(hui) 助推激光雷達市場走向批量化的路上,站在2020年的當下,或許我們(men) 不僅(jin) 處在激光雷達大規模上車的前夜,也正處在固態激光雷達爆發的前夜。
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