純視覺(jué)方案對(duì)比激光雷達(dá) 誰(shuí)才是自動(dòng)駕駛的未來(lái)?
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?科技快速發(fā)展的21世紀(jì),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(guó)也正在加速推進(jìn)人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,其中汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中自動(dòng)駕駛也被列為重點(diǎn)項(xiàng)目。因此各大科技公司、各國(guó)汽車(chē)廠商、出行公司等紛紛入局。
經(jīng)過(guò)這幾年的快速發(fā)展,這些企業(yè)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成績(jī),從市面上來(lái)看大多數(shù)車(chē)型都已經(jīng)超越了普通意義上L2級(jí)別的輔助駕駛。例如特斯拉的FSD、小鵬的NGP、蔚來(lái)的NOP、百度Apollo的 ANP等等。
純視覺(jué)方案VS激光雷達(dá) 誰(shuí)才是自動(dòng)駕駛的未來(lái)?
而完成這些輔助駕駛都需要依靠感知、分析、應(yīng)用三大層面,其中感知層用來(lái)代替人的眼睛,通過(guò)傳感器(激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)、高精地圖等)來(lái)采集駕駛員行駛過(guò)程中涉及到的駕駛信息。分析層則是用來(lái)代替人的大腦,通過(guò)獲取到的信息進(jìn)行計(jì)算,制定相應(yīng)的控制策略。最后應(yīng)用層則是代替人的手腳,將接收到的控制策略進(jìn)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(gè)立場(chǎng)鮮明的派系——視覺(jué)派和激光雷達(dá)派。
什么是視覺(jué)派?
要成功完成自動(dòng)駕駛,車(chē)輛就必須要具備感知路面、周?chē)?chē)輛以及建筑物等各種影響汽車(chē)駕駛安全的因素,視覺(jué)派就是僅僅依靠攝像頭拍攝的畫(huà)面,傳輸?shù)较到y(tǒng)進(jìn)行分析,從而計(jì)算出周?chē)能?chē)輛、道路等信息。簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō),純視覺(jué)的方案就是完全模擬人行走時(shí)的狀態(tài),首先是眼睛看見(jiàn)畫(huà)面?zhèn)鬏斀o大腦,然后大腦進(jìn)行處理判斷后給雙腳下達(dá)命令。
像特斯拉、極氪、百度都使用的是純視覺(jué)感知方案,其中特斯拉更是視覺(jué)派的堅(jiān)實(shí)擁護(hù)者。不過(guò)即便這幾家都是使用純視覺(jué)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(zhǎng)距窄視角、中距中視角和短距魚(yú)眼)、車(chē)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(jué)感知的無(wú)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(bǔ)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(guò)在能力上同樣能達(dá)到既寬又遠(yuǎn)。
什么是激光雷達(dá)派?
激光雷達(dá)派是以激光雷達(dá)為主導(dǎo),配合毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器、攝像頭來(lái)完成自動(dòng)駕駛,其中激光雷達(dá)會(huì)通過(guò)發(fā)射激光束來(lái)測(cè)量視場(chǎng)中物體輪廓邊沿與設(shè)備間的相對(duì)距離,從而準(zhǔn)確捕捉這些輪廓信息組成點(diǎn)云,并繪制出3D環(huán)境地圖再傳輸?shù)较到y(tǒng)進(jìn)行分析并下達(dá)車(chē)輛行駛指令。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),激光雷達(dá)方案就像是在人行走時(shí),依靠雙眼看到物體的基礎(chǔ)上使用了拐杖,能夠更準(zhǔn)確的給到大腦反饋信息。
像小鵬P5、蔚來(lái)ET7、極狐阿爾法S HI版都是使用的激光雷達(dá)方案,雖然他們他們?cè)谟布呐鋫渖嫌兴鶇^(qū)別,但是最終都能夠在部分場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛。例如:小鵬P5和蔚來(lái)ET7都能夠在高速上手扶方向盤(pán)并觀察路面的情況下讓車(chē)輛自動(dòng)駕駛,極狐αS HI版則是更加激進(jìn),可以在無(wú)需手扶方向盤(pán)的情況下在市區(qū)復(fù)雜環(huán)境下開(kāi)啟自動(dòng)駕駛功能。
視覺(jué)派VS激光雷達(dá)派
首先是視覺(jué)派,純視覺(jué)方案的優(yōu)勢(shì)在于,攝像頭獲取的視頻數(shù)據(jù)與人眼感知的真實(shí)世界最為相似,也最接近人類(lèi)駕駛的形態(tài),同時(shí)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(wú)法直觀判斷景深。另外,純視覺(jué)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(qiáng)大的算法和算力才能夠在段時(shí)間內(nèi)下達(dá)接下來(lái)的指令。而就目前的芯片的算力而言,要完成更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛功能還有一定難度。
其次再來(lái)看看激光雷達(dá),激光雷達(dá)在運(yùn)行時(shí)可以通過(guò)發(fā)出光束快速的并且準(zhǔn)確的對(duì)外界物體進(jìn)行位置,大小進(jìn)行判斷并同時(shí)獲取數(shù)據(jù)以形成準(zhǔn)確的數(shù)字模型,另外,相比視覺(jué)派而言,它監(jiān)測(cè)的距離更長(zhǎng),精度更高,響應(yīng)速度更靈敏,并且環(huán)境光不受影響。不過(guò)激光雷達(dá)在面對(duì)雨雪等極端天氣時(shí)發(fā)出的光束會(huì)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?yàn)榧す饫走_(dá)是設(shè)置在車(chē)輛外部,如果一旦造成損壞,后期還會(huì)面對(duì)高昂的維修問(wèn)題。
未來(lái),誰(shuí)會(huì)成為主流呢?
小鵬汽車(chē)副總裁吳新宙曾經(jīng)表示,視覺(jué)的潛力是沒(méi)有止境的,它真的是一個(gè)寶藏,長(zhǎng)期來(lái)看,視覺(jué)是無(wú)所不能的,但是這個(gè)能力的增長(zhǎng)是有一個(gè)過(guò)程的。
就目前來(lái)看,汽車(chē)作為移動(dòng)出行的工具,其最重要的核心因素是什么?毫無(wú)疑問(wèn),就是安全性,而攝像頭和激光雷達(dá)都存在一定的弊端,只有將兩者相結(jié)合才能使車(chē)輛獲取更加相信且精準(zhǔn)的信息,就像此前百度Apollo的王亮所說(shuō),激光雷達(dá)和攝像頭不是排它的的也不是單純的從屬和互補(bǔ)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(wú)論哪種方案,我們離全自動(dòng)駕駛都又更近了一步。
(審核編輯: 智匯小新)