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"谷歌派"和“特斯拉派”关于激光雷达之争

导读: 特斯拉在自动驾驶布局上,采用了毫米波雷达+超声波雷达+摄像头的组合,之所以不采用激光雷达的解决方案,恰恰是因为激光雷达成本高昂,不利于大规模市场化。

近日,美国当地政府关于特斯拉的一份报告出炉了,报告的内容是对去年一名男子驾驶特斯拉丧生的调查。

虽然这份报告的结果显示,这名男子违规操作,在长达37分钟的时间内,只有25秒钟把手放在方向盘上的,其间被系统警告了7次之多。

但我们仍然失望,自动驾驶的时代,到底什么时候才能真正到来呢?

要回答这个问题,我们绕不开的一个技术是:激光雷达。这是自动驾驶技术中,精准度最高的技术,可特斯拉偏偏不用它。

为什么特斯拉不买账?

激光雷达到底有哪些痛点没有攻克?这到底是一种怎样的技术?它现在的发展状况又如何?

不着急!在我们开始这篇知识装逼扫盲贴之前,先来观瞻一下当下的自动驾驶核心技术的格局:

如今的天下,主要分为两大技术门派:

"谷歌派"和“特斯拉派”

其中,“谷歌派”包括:谷歌、百度、Uber、丰田、福特等几乎所有的主流车厂,而“特斯拉派”包括:不好意思只有特斯拉一家(小团队还是有一些的)。

因此被划分为两派,其最大的技术分歧就在于——激光雷达到底是否不可替代。

在谷歌派看来,激光雷达必然是未来趋势,而特斯拉掌门马斯克却偏偏不理睬。

对此,马斯克主要的理由是:激光雷达不是必须的。

特斯拉在自动驾驶布局上,采用了毫米波雷达+超声波雷达+摄像头的组合,之所以不采用激光雷达的解决方案,恰恰是因为激光雷达成本高昂,不利于大规模市场化。

的确,价格高昂这是激光雷达最大的致命点。

谷歌早期购置一台64线激光雷达,单价能达到73000美元,这都直逼汽车本身的价格了好吗?

除此以外,体积大也是激光雷达的一大问题。

喏,谷歌的无人小车上那个又大又难看的帽子就是咯。

再一个问题就是,产能低。

汽车厂商要拿到一台全新的激光雷达产品,至少要等6个月...

价格高、体积大、产能低,这三点强烈制约着激光雷达的商业化。

那么问题来了,既然这么麻烦,为啥除了特斯拉,所有的互联网公司,车厂都为激光雷达站台呢?

不为别的,就因为激光雷达精准啊,上路开车,这玩意可不是开玩笑的。

你看特斯拉辅助驾驶所出的车祸,真叫人一个胆战心惊啊。

OK,到这里,就让我们开启一场激光雷达之旅吧。

本文接下来的内容将详解激光雷达,并溯源它的自动驾驶历程,以及它同其他相关传感器的长短之争。另外,还有各色炫图伺候,Enjoy!

超能力

当自动驾驶汽车(或任意一种机器人)装备激光雷达后,它们在感知世界上将具备一些“超能力”:

·持续360度可视——任何时候可以看见任何方向的世界;

·超高精度测距——总是能知道周围物体距离你的精确距离(测距误差正负2cm)。

如果你以前见过自动驾驶汽车,那你很可能看到过激光雷达,它们正是那个安装在车顶上不断旋转的大盒子,如下图所示安装在UBER和百度的自动驾驶汽车上。

"谷歌派"和“特斯拉派”关于激光雷达之争

市场上最流行的激光雷达之一,是高功率的Velodyne HDL-64E,比如安装在Homer车顶的这部(下图):

"谷歌派"和“特斯拉派”关于激光雷达之争

激光雷达工作原理

一个传感器如何能具备360度视野,同时还能精确测距?简单来说,激光雷达不断发射激光束,然后通过测量激光返回传感器的时间来感知世界。

"谷歌派"和“特斯拉派”关于激光雷达之争

激光雷达一秒可发射数百万束激光,所获得的测量足以构建出一个真实的视觉化3D世界。这意味着,你可以推断出周围(最大距离60m,不同的传感器参数可能不同)任何物体的精确位置。

"谷歌派"和“特斯拉派”关于激光雷达之争

激光雷达历史

为了理解人们采用激光雷达来实现自动驾驶的原因,我们需要了解一下与激光雷达相似的其他技术。

声呐

最原始的距离感知机器是蝙蝠(5千万年历史)。蝙蝠(或海豚,等)利用回声定位实现与激光雷达相同的距离检测能力。回声定位,又称声呐(sonar: sound navigation and ranging),是利用声波来进行测距,而非如激光雷达所用的光波。

"谷歌派"和“特斯拉派”关于激光雷达之争

蝙蝠诞生5千万年后,第一次世界大战的爆发促成了人造声呐传感器的首次部署,以增强潜艇的水下作战能力。由于声音在水中的可传输距离比可见光或无线电远得多,声呐在海战中有着得天独厚的优势。而今,声呐也被广泛用于汽车,主要用作停车传感器。停车雷达只需知道墙面距离汽车多远,是一种短距离(约5m)效果很好且成本低廉的传感器。但是,声呐并未被证明可用于自动驾驶汽车所需要的各种距离(60m+)。

雷达

"谷歌派"和“特斯拉派”关于激光雷达之争

雷达(radar: radio direction and ranging),与声呐类似,也是一场臭名昭著的世界大战(第二次世界大战)的产物。雷达利用无线电波测距,而非声波或光束。我们在Homer上部署了大量雷达(Delphi传感器),测试验证,它可以精确检测并追踪200m范围的物体。

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