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不要神化激光雷达

不要神化激光雷达

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本文来自微信公众号:深途(ID:shentucar),作者:黎明,编辑:艾小佳,题图来源:视觉中国


激光雷达有点被神话了。


去年以来,汽车圈子里激光雷达的关注度明显上升。今年,热度有增无减,各大新上市的高端新能源车型,几乎是标配激光雷达。仿佛不装这个零部件,就不配叫智能汽车。


集度在4月18日遮遮掩掩地公布了概念车的一些细节,两颗激光雷达的位置曝光。


就是这样一个细节问题,居然还引来新势力中的两位CEO——何小鹏、李想,再加上集度CEO夏一平,三人在线隔空论战了一番。


车还没量产,算法还在研发,更多关键信息还没披露,但激光雷达已经抢先“上车”了。气氛烘托得相当到位。


“汽车厂的营销手段,给品牌戴标签。”一家自动驾驶供应商的内部人士对深途评论。


激光雷达,简单粗暴理解,就是通过发射激光,反射弹回,识别物体并探测距离的一种设备。原理并不复杂。


现阶段,所谓的智能汽车,不安装激光雷达可不可以?


可以。


特斯拉就没装,靠的是纯视觉,但大家不会怀疑特斯拉的智能化水平。按照CEO马斯克的说法,“人类开车并不是靠眼睛发射激光。”


那么,安装了激光雷达,现阶段起到的作用大不大?


不是太大。


小鹏P5装了两颗激光雷达,目前的主要作用是补盲,在整个感知系统中起到的不是核心作用。蔚来ET7的那颗雷达,号称能实现超远距离探测,但目前功能尚未解锁,要等待OTA升级。


至于其他跟风的汽车品牌,激光雷达的车型是发布了,但量产交付还是没谱的事。


激光雷达是很好,功能很强大,但现在的产品成熟度,还没有外界预期的那么高。期望过高了有时候不是好事。


固态激光雷达供应商探维科技的张立辰对深途说,从行业历史看,这几年激光雷达进步速度还是挺快的:


“成熟度这块,我认为有个2~3年规模量产的打磨,应该能给出一个满意的答案。”


在那之前,激光雷达要走的路,要踩的坑,还有很多。


一、谁在吹捧激光雷达?


吹捧激光雷达的风气,是由造车新势力带动起来的。


去年1月的蔚来NIO Day上,蔚来发布了第四款量产车ET7。当时这款车热度很高,除了汪峰在现场卖力站台推了把热搜,另一个引人关注的点是,ET7搭载了一颗激光雷达。


这是国产汽车厂商中,第一个正式发布的激光雷达车型,同时它还将拿下“全球首款激光雷达量产车”的头衔。


ET7很大胆,不仅把激光雷达装上车顶,还让它凸了出来,看起来像一个瞭望塔。更早之前的奥迪A8和奔驰S级,都是把它隐藏起来。


蔚来ET7车顶的激光雷达


这个大胆的设计,让有强迫症的人无法接受,觉得突兀、丑。但也有人点赞,觉得前卫、高科技。一正一反,有争议有话题,再加上蔚来的流量,激光雷达火了。


不过有意思的是,最终拿下“全球首款激光雷达量产车”头衔的车企,却并不是蔚来。


3个月后的上海车展,一些不安分的车企开始跟上,也推出了激光雷达车型。这其中就包括小鹏。


小鹏P5前脸左侧激光雷达


小鹏P5直接上了两颗激光雷达,前脸两侧各一颗。关键是,P5在去年10月就开始交付了,比蔚来ET7早了一步。“全球第一”的名头,被小鹏抢走了。


从抢头衔开始,激光雷达的风,就这样吹起来了。


相比摄像头和毫米波雷达,激光雷达的确有一些优势。


张立辰对“深途”分析道:


“激光雷达在ADAS上肯定可以帮助车辆识别高速上一些视觉不易识别的corner case(极端场景),比如异形车辆和白色大货车这种,这肯定是安全的加分项。”


短短一年多时间,已经有十多家车企,密集推出了近20款搭载激光雷达的新车型。


从蔚来、小鹏、理想、威马、哪吒这些造车新势力,到智己、极狐、埃安、摩卡这类传统车企推出的新品牌,都将激光雷达列为新车型的标配,同时成为对外宣传时的卖点。


尤其是最能代表中国造车智能化水平的蔚小理,具有革新意义的下一代车型——蔚来ES7、小鹏G9、理想L9,以及有着“汽车机器人”之称的集度,都搭载了激光雷达。


集度的双激光雷达在车前盖上


激光雷达对车辆性能究竟有多大提升,目前尚难以量化评估,但很明显的一点是,外界渐渐将激光雷达和智能化这两个词,放到了一个情境里。


和高资本创始合伙人何宇华在跟主机厂接触中发现,国内车企在使用激光雷达方面,非常激进。“大家都想打差异化。”他对深途说。


激光雷达,成了汽车圈最亮的仔。


二、激光雷达被神话了


毫无疑问,激光雷达是一款智能产品。它是汽车在实现高级别自动驾驶中的一个关键零部件,与摄像头、毫米波雷达一起,构成了一辆智能汽车的感知体系,成为汽车的“双眼”。


但搭载了激光雷达的车,就成为一辆智能汽车了吗?


未必。至少在现在,激光雷达还不具备如此威力。


未感科技高级商务总监雷蓬对深途说:“在L2阶段,激光雷达起到的作用驾驶者是体验不到的,主要是对视觉和毫米波做冗余。”


以“全球首款激光雷达量产车”小鹏P5为例,摄像头和毫米波雷达依然是最主要的感知设备。激光雷达不是雪中送炭,是锦上添花。


张立辰对深途透露,P5的这两颗激光雷达,来自大疆旗下公司览沃,这款雷达成本低,量产快,但是其不规则扫描的特性无法满足高速行驶状态下的感知需求。P5主要用它来做数据补充和自主泊车,不是主要决策数据来源。


所以,外界可能夸大了激光雷达对P5起到的作用。


蔚来的策略跟小鹏不同,想要一口吃个胖子。


ET7搭载的是图达通1550nm激光雷达,性能非常优秀,去年刚发布时打出的是“最远探测距离500米”的标签,在10%的反射率下探测距离可以达到250米。行业里对这款产品抱有很高的期待。


但是,一位刚试驾完ET7的业内人士对深途说,蔚来销售告诉他,NAD升级日期待定。“现在装的激光雷达暂时是个硬件摆设。”


何宇华告诉深途,目前激光雷达的功能并没有得到很好的开发,很多搭载了激光雷达的车,出厂时也并不具备很强的自动驾驶能力,属于“阉割版”。


这些主机厂对外讲的故事是,车辆预装硬件,软件通过OTA后期升级,这样车主就不必为了最新的自动驾驶功能重新再买一辆车。但实际上OTA升级有很多限制条件,具体能实现到什么程度的功能也是未知数,车主却需要为此提前买单。


不只是乘用车不成熟,L4级的Robotaxi和Robotruck,其实也不成熟。


过去激光雷达一直是应用在L4级自动驾驶测试中。这些测试车不用考虑体积、外观的问题,使用的都是超高性能的激光雷达。但即便如此,还是有很多corner case(极端场景)无法克服,这本身就说明激光雷达不是万能的


“拿Robotaxi举例,传感器上都武装到牙齿了,实际的体验依然不如人意,商业化的噱头远大于实际。”张立辰说。


某自动驾驶公司产品经理秦东永对深途说,有一些做封闭或半封闭场景的自动驾驶公司,在激光雷达身上“吃过亏”。


他举了三个典型的例子:


一是整个视场角内测距水平是不一样的,比如纸面上是200米测距能力,在视场角边缘只有100米,但厂家不会明说,需要专门测试才能知道;


二是在阳光干扰的情况下,激光雷达点云的噪点水平会跟理论值相差很大;


三是遇到高反射率物体和低反射率物体时,可能出现高反鬼影和高反膨胀。


“这些问题在前期测试时,可能时间段或者环境比较友好,都没测试出来,但在真实量产场景中,全都暴露出来。”他说。


自动驾驶公司在激光雷达上吃过的亏,造车新势力和新品牌们,未来也会面对。


现在,对于乘用车NOP/NGP来说,行业主要使用的还是L2+的功能。L2+不用激光雷达,软硬件已经有比较成熟的量产方案。激光雷达上车,也只是为传感器提供冗余方案,有点降级使用的意味。


秦东永对深途分析:


“乘用车现阶段上激光雷达,可以理解为:1. 硬件预埋;2. 激光有效数据收集为后续多传感器融合及模型训练提供数据;3. 噱头。”


三、批量上车还为时过早


车企提前预埋激光雷达,是在为未来的升级做准备,不至于后期要做L4级自动驾驶时,硬件能力跟不上。


但另一个问题出现了,现在的激光雷达,无论是在应用端还是产业端,都还不够成熟。


激光雷达要量产装车,需要同时满足性能、体积、成本、安全等多个要素,任何一方面都不能有太大的短板。但现实是,现在的激光雷达很难同时兼顾。


以小鹏P5为例,览沃的方案搞定了成本,牺牲了性能。所以小鹏在下一款车G9,计划跟速腾聚创合作,换成更高性能的激光雷达。


蔚来ET5、ET7使用的图达通1550nm激光雷达,探测距离没得挑,对人类肉眼伤害小,但成本更高,而且在车顶凸出来一块,会影响车辆的风阻系数。


张立辰表示,1550nm在量产中一直存在良品率过低的问题。


这给车企留下了难题,要批量装车,就得做取舍,还得承担一定风险。


往深了看,这不是某一家激光雷达厂商的问题,而是整个行业的问题。激光雷达存在技术路线之争,每一条路线都有各自的优缺点,但没有一个可以称作是完美的解决方案。


行业一开始用的是机械式激光雷达,雷达能够旋转,水平视场扫描范围达到360度。但机械式激光雷达存在一个致命的缺陷:内部的旋转部件容易损坏,稳定性比较低,会影响行车安全性。


于是行业摸索出另一条路线——固态激光雷达。


激光器中没有旋转部件,激光雷达的稳定性和使用寿命提高了,被认为是最优方案。但问题是,固态激光雷达目前在技术上还无法实现。


最后行业采取了折中方案,推出了混合固态(半固态)激光雷达,中和了机械旋转式激光雷达和固态激光雷达各自的优缺点,更适合大规模量产,现在已经成为行业主流方案。


在混合固态上,又分化出不同的方向,如微振镜、单轴转镜、棱镜等。微振镜方向的代表车型有小鹏G9、广汽AION LX、威马M7,单轴转镜的代表车型有极狐阿尔法S、长城机甲龙。


不过,这些车型都还没有量产。


威马M7车顶的激光雷达


直到现在,整个行业也没有找到激光雷达上车的最优解。车企们现在推崇的混合固态路线,其实也只是一个过渡。


车规认证是摆在激光雷达量产前的另一座大山。李想质疑集度激光雷达的安装位置,理由就是通不过行人碰撞法规。


张立辰告诉深途,车规体系比较复杂,对于温度、震动、产线标准有一个统一的要求,但是对激光雷达这个单品没有特定的标准。


“欧美国家对车规要求严格,导致过车规的激光雷达要么线数很低,要么距离很短,只能补盲用,对自动驾驶系统的升级起不到决定性作用。国内步子迈的大,小批量样品过了稳定性测试就可以先行使用,直接上高线数远距离的,稳定性就需要时间来修复。”


国内激光雷达如此激进,也没有任何一个厂家年产过10万台,更别提大规模量产的车规稳定性。“激光雷达壁垒还是比较高的,能做出车规级产品不是一朝一夕。”秦东永说。


成本问题也需要考虑。相比视觉方案,目前激光雷达的价格没有任何优势。


“成本太高,普及困难,只能在高端车、高配上使用,普遍出货的车型还是不带激光雷达的。DVD刚出来很贵,普及量大后价格急剧下降,所以让子弹再飞一会儿。”


国内一家计算机视觉上市公司的内部人士对深途说。


2020年底华为曾发布了96线激光雷达,声称能够年产10万套/线,这款产品搭载在极狐阿尔法S华为HI版上。但直到现在,这款车都还没量产,华为的激光雷达也没有批量交付。


“从产业链的成熟度和应用端的落地进度来看,真正的大规模量产落地得两三年后。”张立辰分析。


四、终极解决方案里,会有激光雷达吗?


装不装激光雷达,对于车企而言,不只是一道选择题,还是一道数学题。


如果只是单纯堆积硬件,激光雷达不会有这么高的热度,也不会被神话。


“我觉得算法的问题比感知要大得多。”张立辰表示。


感知、规划和控制,是自动驾驶系统的三个部分,对应人类开车,就是眼睛看路,大脑指挥,手脚操作。


激光雷达属于感知设备,相当于汽车的一只“眼睛”,另一只“眼睛”是摄像头,但两只“眼睛”的成像原理、数据形式都不同,要让“大脑”能读懂,就要做数据融合。


多传感器融合,对算力、算法的要求都很高,很多车企装了激光雷达,其实并不具备做融合的能力。


马斯克是激光雷达坚定的反对者。


特斯拉一直坚持使用摄像头的纯视觉感知方案,不仅不要激光雷达,甚至要把毫米波雷达都去掉。在这种路线下,特斯拉不用做复杂的多传感器融合,但对视觉感知系统要求很高。


国内的主流路线,是搭载激光雷达的多传感器方案。业内普遍认为,L3级以上更高阶的自动驾驶,离不开激光雷达。


这两条路线究竟谁是终极方案,目前尚无定论。


支持特斯拉的人认为,激光雷达最终必然被拿掉,多传感器融合不如纯视觉。


业内大V“Blood旌旗”在微博上公开表示:


“激光雷达和高精地图是智能汽车的两根拐杖,高精地图负责提前展开‘战场迷雾’,激光雷达负责复杂场景下的避障补盲,但随着CMOS和算力、算法的进化,纯视觉必然是蔚理鹏最终的唯一选择。”


如果特斯拉赢了,终极解决方案中没有激光雷达的位置,那意味着激光雷达只是过渡产品,蔚小理将不得不在未来进行路线纠偏,激光雷达市场也将面临价值重估。


业内普遍支持蔚小理的多传感器融合路线。


多位业内人士都对深途表达了一个观点:视觉、毫米波、激光雷达,三者长期都是要配合使用,要实现高阶自动驾驶,激光雷达不可或缺。


何宇华指出,视觉方案在很多场景下是存在缺陷的,而且很快就会触达它的能力天花板。比如辅助驾驶进出隧道,光学发生很大变化的场景,视觉方案基本是失效的,即便是特斯拉,也仅能保持20%的能力。


他认为,在终极解决方案里,辅助驾驶各大感知元器件之间,一定是及时调度冗余的关系,而不是主次的关系。系统会根据场景的变化,动态调用不同传感器,不断去做参数贡献值的分配。


“未来一定是综合感知的方案,这些传感器之间需要相互印证,都是缺一不可的。”


但是,多感知方案大大增加了算法难度,对车企的软件能力、硬件适配能力提出了更高的要求。


“另外,车内的线束布局、数据传输量都会发生改变,平台的计算能力也会相应提高。”何宇华说。


所以,将来真正拉开车企之间差距的,不是谁的激光雷达更先进,而是要看车辆的算法、算力、系统。激光雷达,无法孤军奋战。


激光雷达加速发展,是行业各方玩家共同推进的结果。它功能强大,前景广阔,不应该被忽视,但也不应该被神话。


任何行业都需要有先行者。对于创新,我们理应多一份包容,也要保有一份理性。理性客观看待激光雷达,行业才能健康有序发展。


应受访者要求,文中秦东永为化名。


本文来自微信公众号:深途(ID:shentucar),作者:黎明,编辑:艾小佳

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