同樣雷達為什麼鐳射雷達備受期待,極狐對位元斯拉給你答案

最近,馬斯克又雙叒叕熱搜“整活兒”,要透過獵鷹9號火箭將3萬名車主的照片上送天。儘管如此寵粉,但對於絕大多數地球人而言,也只能算茶餘飯後的談資。人們的目光更多地聚焦在特斯拉的智駕與安全,畢竟這才真正地和生活息息相關。

人人皆知,特斯拉是這一輪電動汽車革命的開山鼻祖。而馬斯克堅持純視覺方案的抉擇,更是讓這個以智駕聞名的汽車品牌備受關注,一舉一動都會置身輿論中心。

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特斯拉

智駕的未來會是純視覺嗎?除了馬斯克,業內主流並不認同,國內企業更是嗅到“換擋超車”的機會,各品牌紛紛加速鐳射雷達上車的步伐。尤其最近,搭載了3顆鐳射雷達的極狐阿爾法S全新HI版量產上市,大有搶奪“智駕王座”的勢頭。那麼,為何整個行業如此信奉“得鐳射雷達者得天下”呢?

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極狐阿爾法S全新HI版

同是雷達,為何加上“鐳射”就成神話?

我們清晰可見的是,從L1、L2……L5,智慧駕駛的每一層躍升都伴隨著“雷達技術”的更迭升級,這源於實現智慧駕駛的大前提是“全方位感知”。它是車輛和環境互動的紐帶,能全面感知車輛周圍環境,堪稱車輛的“眼睛”。感知系統獲取環境資訊的全面性、準確性和高效性,決定了智駕水平高低和安全性。

在過去的5年中,毫米波雷達在L1和L2智駕系統廣泛裝車,超遠感知距離特性,和近距超聲波雷達配合,能很好地完成自適應巡航、自動泊車等任務。但弱點也非常明顯,感知靜態物體、小物體的能力弱,無法精準建模。而這恰恰也是特斯拉拋棄“毫米波雷達”的原因。自去年5月起,北美市場Model Y和Model 3已不再搭載毫米波雷達,今年2月起Model S和Model X也全面摒棄。

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特斯拉

鐳射雷達之所以受到追捧,恰恰源於其難能可貴的“高精度”。鐳射雷達能夠發射和接收鐳射束,並透過測量鐳射訊號的時間差和相位差來確定距離,透過水平旋轉掃描來測定角度,高頻鐳射一秒內能獲取大約150萬個位置點資訊(稱為點雲),依據鐳射訊號的反射率可以區分物質的不同材質。這些資訊經過AI識別處理後,可以生成清晰精確的三維立體圖,為智慧駕駛提供依據。

極狐阿爾法S全新HI版搭載3路126線鐳射雷達,分佈在左保險槓左前方、前保險槓正中、右保險槓右前側。其最大探測距離為200米,水平方向探測範圍120°,垂直方向探測範圍25°,能夠完成對車輛前方270度範圍的探測。配合算力高達400TOPS的華為MDC高算力平臺,可以在多種車速,不同用車場景下,完成對車輛正向、左右側向和後部物體的“靜對動”和“動對動”的觀瞄與定位需求,真實還原3D物理世界,保證行駛安全。

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極狐阿爾法S全新HI版

但毫米波雷達並未完全戰敗,今年6月份特斯拉大有“回頭”之勢。其正式向美國聯邦通訊委員會FCC提交毫米波雷達相關材料,開始研發“4D成像毫米波雷達”,相比3D方案精度有所提高,但約等於8-16線“簡陋版鐳射雷達”的水平。對比鐳射雷達,其唯一優勢並非安全,而是更低廉的“成本”。

中國路況為何“純視覺”Hold不住?

中國應該是全球範圍內路況最複雜的國家之一,國道省道鄉道、土路爛路窄路等等。只有更高階的智慧駕駛系統,才足以應付城市通勤、市區周邊遊玩、回鄉下老家等多種應用場景。

特斯拉純視覺感知系統的工作原理,是依靠攝像頭拍攝的畫面,傳輸到系統進行分析,從而計算出周圍車輛、道路環境等資訊。做一個簡單的類比,相當於模擬人類走路,眼睛看到畫面傳輸給大腦,大腦處理判斷後再給雙腿下達指令。在硬體上,特斯拉搭載了8 顆攝像頭,包括前置三目攝像頭,分別為長距窄視角、中距中視角和短距魚眼;車輛左右兩側各 2 顆面向側前和側後的攝像頭;再加上1 顆後置攝像頭,構成了360° 純視覺感知覆蓋。

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特斯拉

純視覺方案擁有一定優勢,高解析度和高幀率的成像技術能夠感知到更加豐富的環境資訊。但劣勢同樣明顯,攝像頭十分依賴環境光照,環境光照過強或過弱,都會影響系統判斷。而且相比其他感測器,攝像頭更容易受到汙損,進而導致輔助駕駛功能受限。因此,特斯拉在路況較好的城市道路、高速公路行駛,可以發揮穩定,在面對中國國內複雜道路環境時,就有些“Hold不住”了。

反觀極狐阿爾法S全新HI版,除了3顆高精度鐳射雷達外,還有6路毫米波雷達、12個超聲波感測器和13路高畫質攝像頭,共34顆高感知硬體。實現了360度全覆蓋的融合感知能力,充足地感知冗餘,讓它能夠不受環境光照影響,無論陰晴雨雪都可以正常通行。且對細小和異型的障礙物識別更精準。

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極狐阿爾法S全新HI版

面對國內更加複雜的道路環境,裝備更加充足的極狐阿爾法S全新HI版,顯然更安全也更從容。

“鐳射雷達”真正上路後有多強?

馬斯克曾說過:“人類沒有配備鐳射雷達,但仍然可以開車。”這也是他對純視覺方案的信心來源。但是在業內看來,鐳射雷達與視覺演算法並非魚和熊掌不可兼得,鐳射雷達可以用於“感知”,視覺演算法可用於“識別”,二者搭配才是智慧駕駛標配技術。

這一點,在真正上路後,極狐阿爾法S全新HI版的實際表現更能說明問題。

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極狐阿爾法S全新HI版 示意圖

極狐阿爾法S全新HI版的高感知能力,離不開全球首款全冗餘架構IMC平臺的支撐,保證它能承接更高階的智慧駕駛系統,實現了高速、城區和泊車等全場景智慧駕駛。高速場景中,極狐阿爾法S全新HI版上下匝道時會提前變道,並且匯入匯出時可以只能加減速,針對施工路段和卡車,基於鐳射雷達和融合感知演算法,也能提前識別並處理。城區複雜場景中,極狐阿爾法S全新HI版的3顆鐳射雷達可以帶來更廣的識別範圍,更高的精準度,複雜路況也能應付自如。例如在沒有車道線和紅綠燈的路口左轉,極狐阿爾法S全新HI版可以對車輛、非機動車、行人的感知和預測,實現順利通行。

在不平整的鄉村路況或土路上,當前方出現車輛無法跨過的凸起石塊,裝有鐳射雷達的極狐阿爾法S全新HI版可以及早發現,平緩避障。而僅搭載攝像頭的特斯拉,只能在靠近後發現路面凸起,更短的避障空間和距離,不僅導致舒適性大打折扣,安全也很難保證。

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特斯拉攝像頭感知示意圖

除此之外,特斯拉以計算平臺為核心,優勢在於領先的晶片硬體、作業系統平臺軟體。其作業系統基於單一Linux 核心,打造了整套自動駕駛的軟體方案,分別完成了從感知、決策規劃和控制系統解決方案,透過海量資料訓練,可以讓系統不斷迭代升級,模擬人類駕駛越開越優秀。但受限於純視覺感知系統,難免存在冗餘不足的問題,例如演算法可能會將突然出現的陰影當作障礙物,導致車輛自動減速,如果存在其他感測器,能很大程度上避免類似問題。除此之外,特斯拉還曾出現過在比較寬的車道,會進行蛇形駕駛等行為。

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極狐阿爾法S全新HI版

結尾

隨著技術進一步發展,未來的智駕,會是特斯拉的純視覺方案,還是極狐阿爾法S全新HI版的全冗餘架構?我們不得而知,但有網友曾一針見血地提到:“純視覺的上限是人眼,鐳射雷達混合的上限則是全天候條件通吃的鷹眼,高下立判。”

更何況,以目前的技術水準來看,極狐阿爾法S全新HI版顯然是更安全、更智慧也更適合使用者的智駕,是當之無愧的“智慧駕駛的天花板”。