這套硬件中,除了8個攝像頭和12個全新超聲波傳感器之外,一個前向探測雷達引起了注意。經(jīng)研究,特斯拉上所使用的探測雷達為毫米波雷達,而非其他主流無人駕駛研發(fā)中所使用的激光雷。那么問題來了:毫米波雷達是否能夠勝任激光雷達的工作,成為一種實現(xiàn)無人駕駛更加低成本的解決方案?
精度上的差異,讓毫米波雷達性能不及激光雷達
無人駕駛技術想要真正上路行駛,最關鍵的技術難點就在于汽車如何能對現(xiàn)實中復雜的交通狀況了如指掌,這樣一來就必須使用雷達裝置?,F(xiàn)階段主流無人駕駛研發(fā)技術中,都選擇了激光雷達,而一向“不走尋常路”的馬斯克選擇使用毫米波雷達。那么,兩種類別的雷達技術究竟有什么區(qū)別?
激光雷達精度更高,但價格昂貴
激光雷達主要是通過發(fā)射激光束,來探測目標的位置、速度等特征量。車載激光雷達普遍采用多個激光發(fā)射器和接收器,建立三維點云圖,從而達到實時環(huán)境感知的目的。從當前車載激光雷達來看,機械式的多線束激光雷達是主流方案。
激光雷達的優(yōu)勢在于其探測范圍更廣,探測精度更高。但是,激光雷達的缺點也很明顯:在雨雪霧等極端天氣下性能較差;采集的數(shù)據(jù)量過大;十分昂貴。
目前,百度和谷歌無人駕駛汽車車身上的64位激光雷達,售價高達70萬元人民幣。激光發(fā)射器線束的越多,每秒采集的云點就越多,探測性能也就更強。然而線束越多也就代表著激光雷達的造價就更加昂貴,64線束的激光雷達價格是16線束的10倍。
而毫米波雷達的缺點也十分直觀,探測距離受到頻段損耗的直接制約(想要探測的遠,就必須使用高頻段雷達),也無法感知行人,并且對周邊所有障礙物無法進行精準的建模。
受益于技術相對成熟,毫米波雷達在單價方面,只能算是激光雷達的九牛一毛,單體價格大約在100美元左右。并且車載毫米波雷達的市場需求也相對更多,帶來的規(guī)模效益有望進一步拉低成本。
固態(tài)激光雷達與毫米波雷達相結合或許是個不錯的選擇
現(xiàn)階段無人駕駛領域,用于周圍環(huán)境感測的主流傳感器有激光雷達、毫米波雷達、視覺傳感器三種。攝像頭作為視覺傳感器的載體,已經(jīng)成為無人駕駛汽車的核心硬件之一,可以說是必不可少的,而雷達設備則是蘿卜青菜各有所愛。
相對于傳統(tǒng)360度機械旋轉激光雷達來說,固態(tài)激光雷達采用基于電子部件進行數(shù)據(jù)讀寫的方案,去除了機械旋轉部件。這樣一來,其成本可大幅降低至200美元左右,并且在保證性能的情況下,縮小的體積可將其集成至傳統(tǒng)汽車的外觀中。
那么混合固態(tài)雷達又是什么樣的結構呢?雖然從外觀上看不到傳統(tǒng)激光雷達的旋轉機制,但是為了360全視角,其內(nèi)部實際上仍然存在一些機械旋轉部件。只是這套機械旋轉部件做的非常小巧并且藏在機身內(nèi)部而已。所以,為了和固態(tài)激光雷達區(qū)分開來,取名混合固態(tài)激光雷達。
目前激光雷達初創(chuàng)公司Velodyne,以及德國的Ibeo激光雷達公司都有相關的混合固態(tài)激光雷達產(chǎn)品。目前來看,Velodyne研發(fā)的混合固態(tài)激光雷達的售價依舊高達7999美元,但福特方面宣稱量產(chǎn)后的售價將控制在500美元左右。
不過,固態(tài)激光雷達依然無法解決極端氣候下,無法施展性能的弊端。所以說,將全天候工作的毫米波雷達相結合的話,必然可以大大提升無人駕駛汽車的探測性能,順便可以擺脫傳統(tǒng)激光雷達如全家桶一樣,立在車頂而影響美觀。
國內(nèi)的毫米波雷達技術相對成熟,激光雷達領域還有空缺
激光雷達的核心技術大部分還掌握在國外企業(yè),比方說硅谷初創(chuàng)公司Velodyne、德國的Ibeo以及研發(fā)出世界首款固態(tài)激光雷達的Quanergy。
國內(nèi)目前在做激光雷達的企業(yè)也有10家左右,但是大多數(shù)的應用領域大氣污染檢測和三維測繪,專注于車載激光雷達研發(fā)的為數(shù)不多,主要有護航實業(yè)、鐳神智能和思嵐科技這三家。由于受限于技術實力,在無人駕駛領域國內(nèi)的激光雷達公司普遍缺乏話語權,這也使得國內(nèi)無人駕駛的應用研發(fā)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)面臨許多挑戰(zhàn)。
結語
由此可見,傳統(tǒng)激光雷達產(chǎn)品短期內(nèi)還難以擺脫高成本的制約,這樣一來價格優(yōu)勢更加明顯的固態(tài)激光雷達和毫米波雷達,不僅可以在性能上實現(xiàn)互補,還可以大大降低使用成本,這樣一來或許可以為無人駕駛的開發(fā)提供一個新的選擇。
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