純視覺方案對比激光雷達 誰才是自動駕駛的未來?
科技快速發(fā)展的21世紀,各種新科技產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),使得人們的生活更加便利智能。我國也正在加速推進人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,其中汽車產(chǎn)業(yè)中自動駕駛也被列為重點項目。因此各大科技公司、各國汽車廠商、出行公司等紛紛入局。
經(jīng)過這幾年的快速發(fā)展,這些企業(yè)在自動駕駛領(lǐng)域已經(jīng)取得了不錯的成績,從市面上來看大多數(shù)車型都已經(jīng)超越了普通意義上L2級別的輔助駕駛。例如特斯拉的FSD、小鵬的NGP、蔚來的NOP、百度Apollo的 ANP等等。
而完成這些輔助駕駛都需要依靠感知、分析、應用三大層面,其中感知層用來代替人的眼睛,通過傳感器(激光雷達、攝像頭、毫米波雷達、高精地圖等)來采集駕駛員行駛過程中涉及到的駕駛信息。分析層則是用來代替人的大腦,通過獲取到的信息進行計算,制定相應的控制策略。最后應用層則是代替人的手腳,將接收到的控制策略進行執(zhí)行,其中包括加減速、轉(zhuǎn)向等。
其中感知領(lǐng)域目前行業(yè)內(nèi)有兩個立場鮮明的派系——視覺派和激光雷達派。
什么是視覺派?
要成功完成自動駕駛,車輛就必須要具備感知路面、周圍車輛以及建筑物等各種影響汽車駕駛安全的因素,視覺派就是僅僅依靠攝像頭拍攝的畫面,傳輸?shù)较到y(tǒng)進行分析,從而計算出周圍的車輛、道路等信息。簡單點來說,純視覺的方案就是完全模擬人行走時的狀態(tài),首先是眼睛看見畫面?zhèn)鬏斀o大腦,然后大腦進行處理判斷后給雙腳下達命令。
像特斯拉、極氪、百度都使用的是純視覺感知方案,其中特斯拉更是視覺派的堅實擁護者。不過即便這幾家都是使用純視覺感知方案,但是在感知架構(gòu)上還是存在一定區(qū)別。
特斯拉搭載了8 顆攝像頭,包括前置三目攝像頭(分別是長距窄視角、中距中視角和短距魚眼)、車輛的左右兩側(cè)各有 2 顆面向側(cè)前和側(cè)后的攝像頭,再加上1 顆后置攝像頭,8 顆攝像頭完成了 360° 純視覺感知的無死角覆蓋,而百度的Apollo Lite 與特斯拉基本一致,只是加裝了2 顆環(huán)視攝像頭做感知補充。最后就是極氪使用的SuperVision 系統(tǒng),與特斯拉和百度最大的區(qū)別就在于它使用的是前置雙目攝像頭,不過在能力上同樣能達到既寬又遠。
什么是激光雷達派?
激光雷達派是以激光雷達為主導,配合毫米波雷達、超聲波傳感器、攝像頭來完成自動駕駛,其中激光雷達會通過發(fā)射激光束來測量視場中物體輪廓邊沿與設(shè)備間的相對距離,從而準確捕捉這些輪廓信息組成點云,并繪制出3D環(huán)境地圖再傳輸?shù)较到y(tǒng)進行分析并下達車輛行駛指令。簡單來說,激光雷達方案就像是在人行走時,依靠雙眼看到物體的基礎(chǔ)上使用了拐杖,能夠更準確的給到大腦反饋信息。
像小鵬P5、蔚來ET7、極狐阿爾法S HI版都是使用的激光雷達方案,雖然他們他們在硬件的配備上有所區(qū)別,但是最終都能夠在部分場景下實現(xiàn)L3級別的自動駕駛。例如:小鵬P5和蔚來ET7都能夠在高速上手扶方向盤并觀察路面的情況下讓車輛自動駕駛,極狐αS HI版則是更加激進,可以在無需手扶方向盤的情況下在市區(qū)復雜環(huán)境下開啟自動駕駛功能。
視覺派VS激光雷達派
首先是視覺派,純視覺方案的優(yōu)勢在于,攝像頭獲取的視頻數(shù)據(jù)與人眼感知的真實世界最為相似,也最接近人類駕駛的形態(tài),同時高分辨率高幀率的成像技術(shù)能夠使感知環(huán)境信息更加豐富,但攝像頭依賴環(huán)境光照,容易受到惡劣環(huán)境影響,而且無法直觀判斷景深。另外,純視覺方案由于是直接將所有圖像傳輸給系統(tǒng),因此需要非常強大的算法和算力才能夠在段時間內(nèi)下達接下來的指令。而就目前的芯片的算力而言,要完成更高級別的自動駕駛功能還有一定難度。
其次再來看看激光雷達,激光雷達在運行時可以通過發(fā)出光束快速的并且準確的對外界物體進行位置,大小進行判斷并同時獲取數(shù)據(jù)以形成準確的數(shù)字模型,另外,相比視覺派而言,它監(jiān)測的距離更長,精度更高,響應速度更靈敏,并且環(huán)境光不受影響。不過激光雷達在面對雨雪等極端天氣時發(fā)出的光束會受到影響,從而影響三維地圖的構(gòu)造,因此這就必須依賴其他傳感器的共同協(xié)助。除此之外,因為激光雷達是設(shè)置在車輛外部,如果一旦造成損壞,后期還會面對高昂的維修問題。
未來,誰會成為主流呢?
小鵬汽車副總裁吳新宙曾經(jīng)表示,視覺的潛力是沒有止境的,它真的是一個寶藏,長期來看,視覺是無所不能的,但是這個能力的增長是有一個過程的。
就目前來看,汽車作為移動出行的工具,其最重要的核心因素是什么?毫無疑問,就是安全性,而攝像頭和激光雷達都存在一定的弊端,只有將兩者相結(jié)合才能使車輛獲取更加相信且精準的信息,就像此前百度Apollo的王亮所說,激光雷達和攝像頭不是排它的的也不是單純的從屬和互補關(guān)系。從安全性考慮,二者具備相同的重要性和不可替代性,缺一不可。
但是,無論哪種方案,我們離全自動駕駛都又更近了一步。
來源:電車資源
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