感知是智能駕駛的核心,激光雷達(dá)和純視覺(jué)技術(shù)是目前主要的兩種技術(shù)路線(xiàn)。每種傳感器天然上都存在著一些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),激光雷達(dá)以其高精度和不受光照條件影響的特點(diǎn),在復(fù)雜環(huán)境和極端天氣條件下表現(xiàn)出色,而純視覺(jué)方案則以其低成本和靈活性,在大部分時(shí)間和場(chǎng)景下具有優(yōu)勢(shì),未來(lái)幾年,這兩種技術(shù)路線(xiàn)可能會(huì)長(zhǎng)期共存、融合發(fā)展。
激光雷達(dá)技術(shù)分析
(一)激光雷達(dá)的基本原理
激光雷達(dá)(LiDAR,Laser Detecting and Ranging)是一種利用激光脈沖照射目標(biāo)并測(cè)量反射脈沖來(lái)獲取目標(biāo)信息的探測(cè)手段。激光雷達(dá)主要由激光發(fā)射器、光學(xué)接收器、掃描系統(tǒng)以及信息處理系統(tǒng)等核心部件構(gòu)成。激光發(fā)射器向目標(biāo)發(fā)射激光束,光學(xué)接收器接收反射信號(hào),掃描系統(tǒng)用于調(diào)整激光束的發(fā)射方向,信息處理系統(tǒng)則負(fù)責(zé)處理接收到的信號(hào)并生成周?chē)h(huán)境的三維“點(diǎn)云”,經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后,即可獲取目標(biāo)的詳盡信息,實(shí)現(xiàn)周?chē)h(huán)境的探測(cè)、跟蹤與識(shí)別。
(二)激光雷達(dá)的主要技術(shù)路線(xiàn)
激光雷達(dá)的技術(shù)路線(xiàn)涵蓋測(cè)距原理、光源、探測(cè)器以及光束操縱等多個(gè)維度。1.測(cè)距原理激光雷達(dá)的測(cè)距原理主要有四種類(lèi)型:飛行時(shí)間法(ToF)、調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)、三角測(cè)距法和相位法。其中,ToF和FMCW是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的兩種技術(shù)。
飛行時(shí)間法(ToF):通過(guò)記錄短脈沖激光從發(fā)射到接收的時(shí)間差來(lái)計(jì)算距離。ToF激光雷達(dá)具有高精度探測(cè)優(yōu)勢(shì),但最大激光功率受到限制,探測(cè)距離存在瓶頸,且在白天會(huì)受到陽(yáng)光干擾。
調(diào)頻連續(xù)波(FMCW):通過(guò)線(xiàn)性調(diào)制發(fā)射激光的光頻,使回波信號(hào)與參考光進(jìn)行相干拍頻得到頻率差,從而間接獲得飛行時(shí)間并反推目標(biāo)物距離。FMCW激光雷達(dá)具有抗干擾能力強(qiáng)、可直接測(cè)量速度信息以及遠(yuǎn)程探測(cè)性能高等優(yōu)點(diǎn),但設(shè)計(jì)和制造成本較高。
2.光源激光雷達(dá)的光源可以分為以光纖激光器為代表的1550nm激光器和以半導(dǎo)體激光器為代表的905nm激光器。
1550nm激光器:大氣穿透能力強(qiáng),人眼安全性高,峰值功率可達(dá)上百甚至上千瓦,適用于遠(yuǎn)距離探測(cè)。但需要使用昂貴的銦鎵砷(InGaAs)作為接收端,且對(duì)芯片散熱能力和封裝要求較高。
905nm激光器:可以使用廉價(jià)的硅基CMOS作為接收端,光噪聲和控制信號(hào)平穩(wěn),但測(cè)距受限在150米以?xún)?nèi),適用于乘用車(chē)。
905nm光源預(yù)計(jì)將占主導(dǎo)地位。激光器波長(zhǎng)選擇主要兼顧性能和對(duì)人眼安全性,目前主流的激光雷達(dá)主要有905nm和1550nm兩種波長(zhǎng)。905nm優(yōu)勢(shì)是基于GaAs材料體系,產(chǎn)業(yè)成熟,成本低;缺點(diǎn)是發(fā)射功率受到對(duì)人眼安全性限制,探測(cè)距離較短。1550m優(yōu)點(diǎn)是對(duì)視網(wǎng)膜更加友好,可以發(fā)射更大功率,探測(cè)距離可以做到更遠(yuǎn);不足是其無(wú)法采用常規(guī)的硅吸收,而需要InGaAs材料,成本更高。不過(guò)隨著905nm技術(shù)持續(xù)升級(jí)(禾賽發(fā)布了905nm的艙內(nèi)激光雷達(dá)ET25,探測(cè)距離與1550nm相當(dāng)),1550nm成本偏高,預(yù)計(jì)未來(lái)905nm激光器預(yù)計(jì)仍將占主導(dǎo)地位。按結(jié)構(gòu)分,激光發(fā)射器可以分為邊發(fā)射激光器(EEL)和垂直腔面激光器(VCSEL)及光纖激光器。EEL優(yōu)勢(shì)在于輸出功率及電光效率較高,缺點(diǎn)是光束質(zhì)量較差,生產(chǎn)成本相對(duì)VCSEL較高。VCSEL優(yōu)點(diǎn)包括體積小易于集成、易于規(guī)?;a(chǎn)、成本低、可靠性較高等優(yōu)勢(shì),不足之處是輸出功率及電光效率較EEL 低。光纖激光器復(fù)雜度較高,在激光雷達(dá)領(lǐng)域應(yīng)用占比較小。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外廠(chǎng)商陸續(xù)推出多層級(jí)結(jié)高功率VCSEL,大幅提升了光功率密度,高功率VCSEL開(kāi)始代替部分傳統(tǒng)的 EEL方案。3.探測(cè)器激光雷達(dá)的探測(cè)器主要有PIN PD(PIN光電二極管)、APD(雪崩式光電二極管)、SPAD(單光子雪崩二極管)和SiPM(硅光電倍增管)四類(lèi)。其中,APD為當(dāng)前主流,SPAD靈敏度和工作效率更高。4.光束操縱激光雷達(dá)的掃描方式?jīng)Q定了其探測(cè)的廣度與精度。主要包括機(jī)械式、半固態(tài)和固態(tài)三種方案。
機(jī)械式:通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)光機(jī)結(jié)構(gòu)整體旋轉(zhuǎn),可以對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行360°的水平視場(chǎng)掃描,在視場(chǎng)范圍內(nèi)測(cè)距能力更強(qiáng)。
半固態(tài):具有微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、轉(zhuǎn)鏡和棱鏡三種方案,是機(jī)械式和純固態(tài)式的折中方案,目前階段乘用車(chē)量產(chǎn)裝車(chē)的主流產(chǎn)品。
固態(tài):包括光學(xué)相控陣(OPA)和閃光激光雷達(dá)(FLASH),不存在可活動(dòng)部件,在成本和穩(wěn)定性方面都有較大潛力。
(三)激光雷達(dá)的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
高精度和可靠性:激光雷達(dá)通過(guò)發(fā)射并接收激光來(lái)探測(cè)周?chē)h(huán)境,其測(cè)距和空間感知能力顯著強(qiáng)于依賴(lài)反射光的攝像頭。
全天候工作能力:激光雷達(dá)不受光線(xiàn)影響,能夠在各種天氣條件下穩(wěn)定工作,這使得它在復(fù)雜環(huán)境下具有更高的可靠性。
數(shù)據(jù)更新速度快:激光雷達(dá)能夠?qū)崟r(shí)反饋周?chē)h(huán)境的變化,有助于提升自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
缺點(diǎn)
成本較高:激光雷達(dá)的價(jià)格雖然正在快速下降,當(dāng)前量產(chǎn)激光雷達(dá)的成本約500美元,但售價(jià)仍高于攝像頭系統(tǒng),限制了其在低端市場(chǎng)的普及率。
技術(shù)成熟度:雖然激光雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)取得了一定進(jìn)展,但在一些關(guān)鍵技術(shù)上仍存在挑戰(zhàn),如FMCW激光雷達(dá)的成本和信號(hào)解算復(fù)雜度等。
(四)激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用
激光雷達(dá)被譽(yù)為無(wú)人駕駛汽車(chē)的“眼睛”,在自動(dòng)駕駛技術(shù)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。隨著智能駕駛級(jí)別的提高,所需激光雷達(dá)的數(shù)量也隨之增加。車(chē)載激光雷達(dá)的數(shù)量配置通常在1到4顆之間。具體數(shù)量取決于車(chē)輛的設(shè)計(jì)需求和預(yù)算。1顆激光雷達(dá)的FOV視角為120°,視覺(jué)盲區(qū)較大;2顆激光雷達(dá)可以基本覆蓋車(chē)前180°的視覺(jué)范圍,但車(chē)前仍有一小塊30°的盲區(qū);3顆和4顆激光雷達(dá)則分別在正前方和正后方布局1顆,如小米汽車(chē)首款車(chē)型的具體激光雷達(dá)配置是以1顆禾賽混合固態(tài)雷達(dá)AT128為主雷達(dá),以數(shù)顆禾賽全固態(tài)雷達(dá)作為補(bǔ)盲雷達(dá)。多顆雷達(dá)的方案雖然覆蓋了更高的視野,但成本較高,且視覺(jué)探測(cè)與攝像頭等其他硬件有重疊,更多車(chē)企選擇2顆雷達(dá)的技術(shù)方案。
激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛中起到以下三個(gè)關(guān)鍵作用:1.環(huán)境感知,三維建模與障礙物檢測(cè);2.定位導(dǎo)航,高精度定位激光雷達(dá)能夠提供厘米級(jí)的測(cè)距精度,實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的高精度定位;3.決策控制,路徑規(guī)劃與避障;4.其他應(yīng)用,通過(guò)激光雷達(dá)獲取的車(chē)輛周?chē)h(huán)境信息,可以在車(chē)載屏幕上實(shí)時(shí)顯示虛擬的道路、建筑物和行人等。
(五)激光雷達(dá)的市場(chǎng)規(guī)模
隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展,激光雷達(dá)的市場(chǎng)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。2023年全球車(chē)載激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)5.38億美元,同比增長(zhǎng)了79%,預(yù)計(jì)到2029年將增長(zhǎng)至36.32億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)38%。車(chē)載激光雷達(dá)環(huán)節(jié),受益于中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)蓬勃發(fā)展,中國(guó)車(chē)載激光雷達(dá)企業(yè)市占率較高。根據(jù)蓋世汽車(chē)研究院智能駕駛配置數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù),2024年1-2月,速騰聚創(chuàng)以55.3%的市場(chǎng)份額位列激光雷達(dá)供應(yīng)商裝機(jī)量排名第一位;華為技術(shù)以16.5%的市占率奪得榜眼;圖達(dá)通和禾賽科技分別位列三、四名,其他市場(chǎng)份額則由法雷奧、大疆覽沃、Cepton、Innoviz 等公司瓜分。根據(jù)中國(guó)信通院報(bào)告數(shù)據(jù),截至2023年第三季度,國(guó)內(nèi)已有36家車(chē)企確認(rèn)采用激光雷達(dá)。根據(jù)蓋世汽車(chē)統(tǒng)計(jì),目前標(biāo)配N(xiāo)OA領(lǐng)航功能的車(chē)型超過(guò)70%主要集中在30萬(wàn)以上價(jià)格區(qū)間,隨著搭載領(lǐng)航功能車(chē)型逐漸下探到15萬(wàn)左右的價(jià)格區(qū)間,2024年搭載量預(yù)計(jì)將突破180萬(wàn)輛,在此過(guò)程中,預(yù)計(jì)會(huì)有更多的車(chē)型將激光雷達(dá)作為標(biāo)配。
(六)激光雷達(dá)的代表企業(yè)
目前,中國(guó)激光雷達(dá)市場(chǎng)上涌現(xiàn)出了眾多優(yōu)秀企業(yè),如禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、圖達(dá)通等。這些企業(yè)在激光雷達(dá)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售方面取得了顯著成果,為自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展提供了有力支持。
禾賽科技:2023年,禾賽科技占據(jù)37%市場(chǎng)份額,理想汽車(chē)是其最大單一客戶(hù)。財(cái)報(bào)數(shù)字顯示,2024年前9個(gè)月,禾賽科技的激光雷達(dá)總交付量為27.98萬(wàn)臺(tái),同比增長(zhǎng)108.2%;其中,ADAS產(chǎn)品總交付量為26.31萬(wàn)臺(tái),同比增長(zhǎng)129.9%。營(yíng)收方面,禾賽第三季度營(yíng)收為5.39億元,同比大漲21.1%,環(huán)比增長(zhǎng)17.4%;2024年前三季度實(shí)現(xiàn)收入為13.57億元,同比微增3.16%。值得一提的是,禾賽科技2024年第三季度的毛利率環(huán)比增長(zhǎng)2.6%,同比增長(zhǎng)17.1%,達(dá)到47.7%。
速騰聚創(chuàng):2024年前三季度,速騰聚創(chuàng)總收入約11.3億元,同比增長(zhǎng)91.5%。前三季度激光雷達(dá)累計(jì)銷(xiāo)量達(dá)到381900臺(tái),同比增長(zhǎng)259.6%,毛利率由2024年一季度的12.3%逐季提升至2024年三季度的17.5%,盈利預(yù)期持續(xù)改善。小鵬、問(wèn)界、極氪、比亞迪、智己等均是其合作企業(yè)。截至2024年9月30日,速騰聚創(chuàng)的激光雷達(dá)歷史累計(jì)總銷(xiāo)量突破72萬(wàn)臺(tái)。在今年的CES 2024上,速騰聚創(chuàng)還正式發(fā)布首款940nm的超長(zhǎng)距激光雷達(dá)M3,其是全球激光雷達(dá)行業(yè)首款通過(guò)940nm激光收發(fā)方案,實(shí)現(xiàn)300m@10%超遠(yuǎn)測(cè)距能力的激光雷達(dá)產(chǎn)品。
圖達(dá)通:圖達(dá)通2021年、2022年、2023年?duì)I收分別為460萬(wàn)美元、6630萬(wàn)美元、1.21億美元;扣稅前虧損分別為1.14億美元、1.88億美元、2.18億美元;圖達(dá)通2024年上半年?duì)I收為6610萬(wàn)美元,凈虧損為7870萬(wàn)美元。主要產(chǎn)品包括Falcon獵鷹、Robin靈雀和OmniVidi等系列激光雷達(dá),已廣泛應(yīng)用于蔚來(lái)汽車(chē)的搭載于ET7、ET5、ES7、ES8、EC7、ES6、ET5T、EC6等多款車(chē)型上。
純視覺(jué)方案技術(shù)分析
(一)純視覺(jué)方案的工作機(jī)制
純視覺(jué)方案主要依賴(lài)高清攝像頭來(lái)建模和進(jìn)行智能駕駛,不依賴(lài)任何雷達(dá)系統(tǒng)。其工作機(jī)制是通過(guò)攝像頭捕獲光影,經(jīng)過(guò)圖像傳感器(CIS),依靠半導(dǎo)體的光電效應(yīng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),即每個(gè)像素的數(shù)字信號(hào)。輸出后用圖像處理芯片(ISP)進(jìn)行圖像處理,包括鏡頭陰影校正、黑電平校正、自動(dòng)白平衡等。處理完成后輸出圖像供自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行感知和決策。在特斯拉的純視覺(jué)方案中,擔(dān)當(dāng)核心的是攝像頭。特斯拉使用PyTorch進(jìn)行AI訓(xùn)練,其AI訓(xùn)練包括48個(gè)不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),能輸出1000個(gè)不同的預(yù)測(cè)張量。特斯拉還采用了特有的“影子模式”,即持續(xù)收集外部環(huán)境和司機(jī)行為,并與AI自身的策略進(jìn)行對(duì)比,如果司機(jī)的操作與策略的判斷有出入,數(shù)據(jù)就會(huì)上傳到云端,并對(duì)算法進(jìn)行修正訓(xùn)練,以此提高識(shí)別準(zhǔn)確度。
(二)純視覺(jué)方案的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)成本效益:攝像頭價(jià)格低廉,相比昂貴的激光雷達(dá),其成本幾乎可以忽略不計(jì)。此外,純視覺(jué)方案對(duì)算力的需求也相對(duì)較低,這進(jìn)一步提升了其成本優(yōu)勢(shì)。自然適應(yīng)性和靈活性:通過(guò)攝像頭捕捉的圖像數(shù)據(jù),借助深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行處理和分析,純視覺(jué)方案能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境感知和決策。這種方式模擬了人類(lèi)的視覺(jué)系統(tǒng),使其在各種場(chǎng)景下都能提供穩(wěn)定、安全的駕駛體驗(yàn)。缺點(diǎn)夜間建模能力挑戰(zhàn):在夜間光線(xiàn)暗的情況下,純視覺(jué)方案需要更高的進(jìn)光量來(lái)提高視野,這對(duì)攝像頭硬件要求較高。惡劣天氣條件下的感知能力受限:大雨、暴雨、濃霧或黑夜等惡劣天氣條件下,純視覺(jué)方案的感知能力可能會(huì)下降,對(duì)系統(tǒng)的安全性提出了挑戰(zhàn)。
(三)純視覺(jué)方案在自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用
純視覺(jué)方案在自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用主要是通過(guò)攝像頭捕捉圖像數(shù)據(jù),并通過(guò)算法進(jìn)行處理和分析,以實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知和決策。特斯拉是純視覺(jué)方案的堅(jiān)定支持者,其Autopilot自動(dòng)輔助駕駛系統(tǒng)就是一個(gè)很好的例子。該系統(tǒng)通過(guò)攝像頭捕捉道路信息,結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行圖像處理和決策,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)駕駛的基本功能。特斯拉的純視覺(jué)方案還采用了BEV(Bird's Eye View)視覺(jué)算法和柵格網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)了三維空間鳥(niǎo)瞰視圖構(gòu)建,并融入了時(shí)間序列特征。這些技術(shù)極大程度拉近了純視覺(jué)方案與激光雷達(dá)方案間的差距,提升了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的性能和安全性。從特斯拉FSD的表現(xiàn)來(lái)看,用純視覺(jué)方案來(lái)做更高階的智能駕駛并非不可能,甚至還能做出非常好用的系統(tǒng)。前提就是,純視覺(jué)方案需要不斷學(xué)習(xí),用更成熟的算法來(lái)彌補(bǔ)信息獲取受阻情況下的不良表現(xiàn)。純視覺(jué)技術(shù)路線(xiàn)對(duì)大算力、大數(shù)據(jù)、大算法有著很高的需求,要對(duì)端到端模型有更多更長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練。今年以來(lái)國(guó)內(nèi)的小鵬、理想、極越等車(chē)企還是開(kāi)始傾向于采用純視覺(jué)方案,并認(rèn)為這是智能駕駛的最優(yōu)路徑。四維圖新、毫末智行等智能駕駛方案供應(yīng)商也相繼發(fā)布了視覺(jué)為主的低成本智能駕駛方案。今年發(fā)布的多款采用純視覺(jué)方案智駕的新車(chē),如樂(lè)道L60、小鵬MONA M03、深藍(lán)S7乾崑智駕版等,都是聚焦于20萬(wàn)元以下市場(chǎng)。明年,還會(huì)有更多搭載純視覺(jué)方案的車(chē)型問(wèn)世。除了技術(shù)路線(xiàn)取向的考慮外,更多的還是出于成本原因,降低智駕的入門(mén)門(mén)檻,在特斯拉FSD入華前搶先占領(lǐng)市場(chǎng)。從成本來(lái)看,市面上單個(gè)攝像頭的成本可能僅在幾十美元左右,像特斯拉采用的純視覺(jué)方案,八個(gè)攝像頭的硬件成本僅為200美元。激光雷達(dá)目前單顆成本約500美元(約合人民幣3500元),預(yù)計(jì)到2025年,部分新產(chǎn)品的成本將降至200美元以?xún)?nèi)(約合人民幣1400元)。隨著激光雷達(dá)成本的快速下降,純視覺(jué)與激光雷達(dá)方案在硬件上的成本將會(huì)進(jìn)一步縮小,而純視覺(jué)方案為了提升算力、算法和模型訓(xùn)練,在背后所需要投入的長(zhǎng)線(xiàn)資源也許會(huì)比激光雷達(dá)方案更多。
激光雷達(dá)與純視覺(jué)技術(shù)的融合
(一)技術(shù)融合的必要性
激光雷達(dá)與純視覺(jué)技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn),將兩者融合可以取長(zhǎng)補(bǔ)短,提升自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的整體性能和安全性。激光雷達(dá)雖然在三維建模和距離測(cè)量方面表現(xiàn)出色,但其在惡劣天氣條件下的表現(xiàn)不盡如人意,且成本較高。純視覺(jué)方案雖然成本低、集成度高,但在距離感知和光照變化應(yīng)對(duì)方面存在不足。通過(guò)融合兩種技術(shù),可以充分利用各自的優(yōu)勢(shì),提升自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的感知能力和決策準(zhǔn)確性。
(二)數(shù)據(jù)融合與感知決策
在數(shù)據(jù)融合方面,激光雷達(dá)和攝像頭可以采集到不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)。激光雷達(dá)提供的是精確的距離和速度信息,而攝像頭則提供豐富的視覺(jué)信息,包括顏色和紋路等。通過(guò)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,可以得到更全面、準(zhǔn)確的感知結(jié)果。在感知決策方面,融合后的數(shù)據(jù)可以為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供更可靠的環(huán)境信息。系統(tǒng)可以根據(jù)這些信息做出更準(zhǔn)確的決策,如路徑規(guī)劃、障礙物避讓等。此外,通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法對(duì)融合后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,還可以進(jìn)一步提升自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的智能水平和適應(yīng)性。
(三)融合感知的應(yīng)用前景
融合感知技術(shù)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的不斷發(fā)展,未來(lái)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)很可能會(huì)采用多種傳感器融合的方式,結(jié)合激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)等多種傳感器的優(yōu)勢(shì)。這種方案能夠在各種場(chǎng)景下提供更為全面、準(zhǔn)確的感知能力,為自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟新的道路。通過(guò)將激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)等多種傳感器的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理,能夠提供更為準(zhǔn)確、完整的環(huán)境信息。這種融合感知技術(shù)能夠充分利用各種傳感器的優(yōu)勢(shì),彌補(bǔ)彼此的不足,從而提高自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的安全性和可靠性。不過(guò),融合感知技術(shù)的推廣仍面臨成本、技術(shù)和法規(guī)等多方面的挑戰(zhàn)。首先,融合感知技術(shù)需要集成多種傳感器,這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。其次,不同傳感器之間的數(shù)據(jù)融合需要高精度的校準(zhǔn)和同步,這對(duì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)提出了很高的要求,當(dāng)然,最重要的就是成本真的很高。近日,日本京瓷株式會(huì)社宣布開(kāi)發(fā)出獨(dú)特的“攝像頭-激光雷達(dá)(Camera-LiDAR)”融合傳感器,將攝像頭和激光雷達(dá)光軸完美對(duì)準(zhǔn)并集成到一個(gè)傳感單元中,從而實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)與純視覺(jué)融合數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、無(wú)視差采集。
小結(jié)
綜上所述,在汽車(chē)領(lǐng)域,感知是智能駕駛的核心,每個(gè)傳感器天然上都存在著一些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì),多傳感器的技術(shù)路線(xiàn),優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。激光雷達(dá)以其高精度和不受光照條件影響的特點(diǎn),在復(fù)雜環(huán)境和極端天氣條件下表現(xiàn)出色;而純視覺(jué)方案則以其低成本和靈活性,在大部分時(shí)間和場(chǎng)景下具有優(yōu)勢(shì),兩者相結(jié)合是最穩(wěn)妥的解決方案。“純視覺(jué)”方案主要基于用攝像頭收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境感知,通過(guò)強(qiáng)大的人工智能神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)算法和不斷的增強(qiáng)學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)h(huán)境的三維感知,可以叫做“軟件派”;“融合感知”的方案,是在硬件上靠激光雷達(dá)+毫米波雷達(dá)+超聲波雷達(dá)+高清攝像頭的方式,結(jié)合規(guī)控代碼,實(shí)現(xiàn)可控,可稱(chēng)之為“硬件派”。對(duì)于L2+的智能駕駛里面的純視覺(jué)方案和融合感知方案,可能在接下來(lái)的三、五年里面都會(huì)長(zhǎng)期地共存。由于當(dāng)前激光雷達(dá)成本仍高于攝像頭系統(tǒng),預(yù)計(jì)在中高端車(chē)型上,融合感知方案將逐漸占據(jù)主流,但在中低端車(chē)型上,純視覺(jué)方案占比將高于融合感知方案。未來(lái),隨著我國(guó)車(chē)路云一體化系統(tǒng)的發(fā)展以及低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,融合感知系統(tǒng)的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛,對(duì)于各種感知方式及其融合的要求越來(lái)越高,不論是車(chē)端、路端和云端的信息協(xié)同,還是低空經(jīng)濟(jì)要求的高敏度的空中避障和高精度的低空智能駕駛,單一的傳感器可能都無(wú)法滿(mǎn)足其需求,多種傳感器優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、融合發(fā)展將是大勢(shì)所趨。
(來(lái)源:材料深一度)