當(dāng)談到自動駕駛,我們就不得不提到自動駕駛這雙昂貴的「眼睛」激光雷達(dá)。激光雷達(dá)最大的優(yōu)點(diǎn)在于它能直接提供精準(zhǔn)的距離信息,這相比我們的雙眼來說更加精確同時也更可靠,這也是我們相信未來自動駕駛能夠減少交通事故的一個原因。
但其實(shí)目前市場上的用于自動駕駛的激光雷達(dá),實(shí)際上沒有一款是在誕生之初就專為自動駕駛而設(shè)計的。
雷達(dá)早已經(jīng)非常廣泛的運(yùn)用在軍事領(lǐng)域,就像汽車發(fā)動機(jī)的增壓系統(tǒng)來自于戰(zhàn)斗機(jī)一樣,激光雷達(dá)也是利用軍用技術(shù)應(yīng)用到商業(yè)的自動駕駛上。
而最初被拿來應(yīng)用在自動駕駛也同樣是一個非常巧合的事情。
自動駕駛領(lǐng)域的激光雷達(dá)鼻祖
故事要從這個自動駕駛啟蒙的比賽說起,早在 2004 年,美國國防高級研究計劃局 DARPA 舉辦了名為 DARPA Grand Challenge 的自動駕駛汽車挑戰(zhàn)賽。冠軍的獎金為 100 萬美元,目標(biāo)是讓汽車在沒有人為控制的情況下自動行駛 240 公里。
第一屆就有超過 100 組隊伍參加了這次競賽,但遺憾的是成績最好的 Carnegie Mellon 大學(xué)隊伍所改裝的汽車,僅行駛不到 12 公里,便因轉(zhuǎn)彎卡在巖石上而無法繼續(xù)前行。2005 年,DARPA 舉辦了第二屆 Grand Challenge 競賽,并將頭獎提升到 200 萬美元,但依舊沒有人能夠完成任務(wù)。
而比賽的一大難點(diǎn)就是復(fù)雜的路況,而想要贏得比賽就需要實(shí)時對環(huán)境中的距離有所感知,而最初各個隊伍就拿出了非常多的環(huán)境感知方案,雙目甚至多目攝像頭,多個測距激光雷達(dá)等等。
當(dāng)然也并不是無限的堆砌傳感器,畢竟獎金就那么多,大家的預(yù)算也有限,同時還要考慮到車輛的負(fù)載,測距激光雷達(dá)雖然好用,但想要實(shí)現(xiàn)全范圍的檢測成本和重量難以承擔(dān)。
這時候一個名為 David Hall 的天才工程師有了一個好想法,車身周圍安裝這么多傳感器為什么不能用一個代替,于是它使用一個旋轉(zhuǎn)球,將縱向排列的射出 64 根激光的傳感器不停的旋轉(zhuǎn)測距,不僅能夠得到 360 度周圍的實(shí)時距離信息,同時還能夠大大節(jié)約成本,而這也造就了我們現(xiàn)在在無人駕駛汽車上使用的多線激光雷達(dá)。
于是在 2006 年,David Hall 正式推出了可以旋轉(zhuǎn) 360 度的 64 線的激光雷達(dá)。到了 2007 年的 DARPA 挑戰(zhàn)賽上,David Hall 就不親自參加比賽了,而是以雷達(dá)產(chǎn)品供應(yīng)商的角色參與到比賽中來,幫助多支隊伍參加比賽。
而這家供應(yīng)商公司就是我們熟悉的自動駕駛激光雷達(dá)供應(yīng)商鼻祖 Velodyne,在完成比賽的七支車隊當(dāng)中,六支都用的是 Velodyne 改進(jìn)的 64 線的激光雷達(dá)。
其實(shí) Velodyne 最初成立于 1983 年,總部位于加利福尼亞州的硅谷,是一家多元化的技術(shù)公司,是因為高性能音頻設(shè)備而知名。但到了 2005 年,它因為發(fā)明了搭載在自動駕駛汽車上的激光雷達(dá),而被更多的人所認(rèn)識。
激光雷達(dá)的明天
雖然之后被眾多巨頭投資和看好,但卻又遇到了難題:價格昂貴以及難以量產(chǎn)。要保證激光的發(fā)射和接收不出差錯,手工組裝和調(diào)校普遍耗時,同時需要大量精密元器件。
而此時,人們也看到了未來激光累的巨大的潛力,紛紛入局,一時間激光雷達(dá)公司不斷涌現(xiàn),但能真正拿出產(chǎn)品的卻寥寥無幾,而且依舊難以快速解決價格昂貴以及難以量產(chǎn)的問題。
一邊解決舊問題,而另一邊新的技術(shù)解決方案又出現(xiàn)了:固態(tài)激光雷達(dá),在今年 CES 2017 上,Quanergy 公司的 Solid State LiDAR S3 獲得了汽車智能類的最佳創(chuàng)新獎,而這也是源于它的固態(tài)掃描技術(shù)。
當(dāng)然,入局者同樣也有行業(yè)老大 Velodyne,但也不乏創(chuàng)業(yè)公司,例如,Innoviz 和 TriLumina 等等,簡單來說固態(tài)激光雷達(dá)有幾大優(yōu)勢,掃描速度快、精度高、但最重要的一點(diǎn)還是能夠像生產(chǎn)芯片一樣快速,同時極大的降低成本。但新技術(shù)同樣面臨很多問題沒有解決,例如遠(yuǎn)距離成像問題,信號強(qiáng)度問題等等。
過從多線激光雷達(dá)到固態(tài)激光雷達(dá),國內(nèi)也不斷的涌現(xiàn)出一些創(chuàng)業(yè)公司,因為技術(shù)差距并不久遠(yuǎn),依靠靠近供應(yīng)鏈和逐漸強(qiáng)大的技術(shù)人才,可以說能夠在同一跑道上追趕,而回顧應(yīng)用在自動駕駛汽車上的激光雷達(dá)的歷史仿佛就在昨天,留給我們創(chuàng)業(yè)公司的機(jī)會還很大。
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