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从特斯拉/Waymo之争看激光雷达未来前景

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  [汽车之家 行业]  埃隆·马斯克(特斯拉CEO)总是有本事把特斯拉送上热搜一线,而这很大程度上与他本人的激进言行有关。近日,马斯克又宣布他将亲自演示一段从纽约至洛杉矶的完全自动驾驶路程,期间他的双手将完全离开方向盘,以此回应外界对特斯拉自动驾驶功能的质疑,并进一步印证他反复坚持的“激光雷达(LiDAR)无用论”,即“傻子”才会依靠价格高昂的激光雷达去实现自动驾驶,特斯拉无需激光雷达仍可能实现完全的自动驾驶。然而,同样活跃在自动驾驶前沿的谷歌旗下公司Waymo却有不同观点,而是自始至终积极应用并研发激光雷达。那么在未来自动驾驶中,激光雷达到底有无必要性?真正的自动驾驶是否可以依靠激光雷达实现呢?

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激光雷达有无必要?特斯拉与Waymo各执一词

  我们知道,每辆自动驾驶汽车都需配备多种传感器,包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达等等,目前来看,摄像头是应用最为广泛的传感器,但对于“激光雷达”的必要性,特斯拉和谷歌旗下自动驾驶公司Waymo的观点泾渭分明。当然,这也与激光雷达自身特点有关,一方面激光雷达是无人驾驶汽车的核心技术之一,它能根据周围物体的光反射建立环境的三维地图,为自动驾驶保驾护航;但另一方面,其研发和制造成本非常高,这也直接导致无人驾驶汽车难以普及。

  对于特斯拉来说,“依靠摄像头而非激光雷达”是其自动驾驶一直坚持的解决方案,这家企业的CEO马斯克近日公开diss了激光雷达,似乎对激光雷达深恶痛绝,直言它既贵又没必要:“傻子才用激光雷达,现在谁要还是靠激光雷达,那就注定完蛋!”而对于特斯拉来说,则采用视觉与毫米波融合的方案,特斯拉此前的Autopilot 2.0版硬件包括8个摄像头、1个毫米波雷达、12个超声波雷达以及NVIDIA Drive PX2计算平台,而在今年4月,特斯拉Autopilot 3.0硬件正式登场,额外选装价格为5000 美元(约合34374元人民币),此外,特斯拉还发布了自动驾驶芯片,马斯克立下flag:2020年实现完全意义上的自动驾驶。

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『特斯拉三目摄像头』

  然而,早在2009年就启动了自动驾驶项目的Google却更为谨慎,旗下自动驾驶公司Waymo开发的无人车在公共道路的行驶里程早已突破1000万英里,并在去年底推出自动驾驶首个用于服务乘客的商业叫车服务—Waymo One,而这一切都离不开激光雷达。

  事实上在自动驾驶车辆增量配件中,最贵的当属激光雷达。据悉早前谷歌使用的是由Velodyne开发的64线激光雷达,7.5万美元的售价几乎占整车价格一半。而根据麦肯锡研究显示,中国消费者愿意为购买自动驾驶车辆支付的溢价为4600美元(美国和德国则分别为3900美元和2900美元),虽然中国对自动驾驶接受程度最高,但成本显然也是必须考虑的因素。

  正是预见到了这一点,Waymo于2011年开始自研传感器之路,并已在摄像头、雷达和激光雷达等传感器实现自研,单在激光雷达领域,就研发了短程、中程、远程三种类型。而在2017年底特律车展上,Waymo宣布他们将激光雷达的成本降低了90%以上,Waymo首席执行官约翰·克拉夫茨克(John Krafcik)表示:这一突破使得Waymo能够将这一技术带给数百万消费者。

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『Waymo自动驾驶传感器』

马斯克错了?摄像头、激光雷达融合才是未来趋势

  事实上,摄像头、雷达系统、激光雷达在功能中各有侧重,也各有优劣。总的来说,激光雷达不依赖环境光,可直接探测、三维成像,更加精确可靠,但成本颇高;摄像头拥有丰富的色彩信息,但依赖环境光照,容易受到恶劣环境影响,如黑夜、雾天、大雨,甚至强反光(例如此前特斯拉自动驾驶系统错误识别大货车侧面造成事故),而且无法直观判断景深,计算量需求大且容易产生误差;毫米波雷达穿透力强,但成像效果较差。因此对于自动驾驶安全冗余来说,激光雷达、摄像头、毫米波雷三者不是应该相互竞争,而是互补,如果可以智能化地进行融合,就能获得安全冗余性更强大的环境感知系统。

  围绕“激光雷达”在自动驾驶中必要性的问题,汽车之家编辑与多家激光雷达公司进行了沟通。Velodyne方面人士告诉汽车之家编辑,其能够理解特斯拉的立场,即将“自动驾驶”作为主要卖点的量产车公司,他们需要考虑的成本因素很多,并相信Camera可以应付并处理我们生活遇到的多数场景,但自动驾驶关乎车辆安全与生命安全,当摄像头遇到无法处理的强光与弱光环境时,激光雷达是自动驾驶传感器中可靠性与精确性最高的产品。

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  国内激光雷达企业速腾聚创也表示,业内普遍认为,对于Level 3以上自动驾驶必须要用激光雷达,也许有人觉得激光雷达只有5%时间起效果,但它一出手就能解决大问题。对于汽车来说,所有尽可能的安全保障都不为过。而目前来看,Waymo、Uber、Cruise、奥迪,都在L4级别自动驾驶研发应用上选用激光雷达。

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  而主推产品Vision Only即摄像头解决方案的Mobileye方面人士则认为,最理想的状态肯定是视觉+雷达,这样能保证无死角、更准确,但激光雷达肯定比摄像头的成本要高很多。Mobileye主做视觉摄像头是想推动自动驾驶落地,但要想将自动驾驶落地就肯定得考虑成本,因此主做纯视觉。但据悉Mobileye也已经开始涉及激光雷达方面的业务,未来或许将往此方向延伸。

  正像Velodyne方面人士所言:“我们不认为Camera和Lidar是二选一的解决方案,随着技术的进步和成本的降低,传感器融合已经是自动驾驶解决方案的大势所趋”。

激光雷达能否助力L5级真正自动驾驶的实现?

  高级别的自动驾驶能否实现不仅仅取决于Lidar,但是绝对离不开Lidar。可以确定的是,要想实现完全自动驾驶,传感器的融合使用是未来趋势,而激光雷达也是重点之一。但目前来看,除了要解决激光雷达小型化、美观化的问题,低成本化更是重中之重。

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  Velodyne方面对此认为,成本和市场需求量是相辅相成的,目前Velodyne与OEM针对量产车型的订单已经将单价成本控制在500美金以内,对于其他AI领域的需求,也会在2020-2022年期间将成本下降到同样的标准。

  除了激光雷达的成本问题,自动驾驶的实现还存在诸多外部因素,包括5G应用、法律法规、AI算法、整个汽车行业以及社会的接受程度等诸多方面,从这个角度上来说,就算激光雷达的性能能在原理上胜任L5级别自动驾驶,但真正完全的自动驾驶能实现不仅仅是传感器的问题。

  然而,马斯克是汽车行业最为激进的代表之一,马斯克近期表示到2020年,特斯拉不仅将完全实现自动驾驶,而且将拥有100万辆能够作为自动驾驶机器人的出租车上路的汽车。但Uber CEO却对此直言:“关于何时实现这一点,我们存在分歧。”鉴于自动驾驶仍存在诸多难题,相信这也是很多业内人士和消费者的真实想法。

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『马斯克』

  反观Waymo则低调谨慎的多,尽管Waymo在自动驾驶方面已经取得了巨大进步,但Waymo软件工程总监Sacha Arnoud曾表示,从Waymo的经验来看,前90%的技术工作量只占总工作时间10%,而要完成最后的10%的工作,需要再花10倍的气力。

  虽然马斯克认为2020年特斯拉将实现完全自动驾驶,但这一观点目前来看过于激进,麦肯锡预测,2025-2027年将是自动驾驶的拐点,此时将是自动驾驶与人为驾驶的经济平价点,在此拐点之后,市场对自动驾驶的需求将继续上升。不过现阶段,特斯拉和Waymo都提出了无人出租车服务和无人卡车布局,而这相比乘用车领域将更容易普及和应用自动驾驶。

全文总结:

  需要承认的是,完全意义上的自动驾驶其实是超越人类驾驶本身的,不仅要满足单车智能,也要在车路协同下面面俱到、万无一失,复杂的道路境况总是会超出现有认知和判断,实现自动驾驶任重道远。但另一方面,自动驾驶的确是整个行业未来发展趋势,我们需要做的只是无穷尽地接近这个趋势,在这其中,激光雷达的角色和作用不可或缺。(文/汽车之家 才丽媛)

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