自動(dòng)駕駛的眼睛：雷達(dá)傳感器

其實(shí)一輛汽車自動(dòng)駕駛化的程度取決于車企肯在它身上投多少錢，不同解決方案各有千秋：“屌絲”裝備價(jià)格低廉，人工干預(yù)程度高，可馬上量產(chǎn)使用;而像谷歌、奔馳使用的傳感器、攝像頭、雷達(dá)等輔助器械造價(jià)高昂，自動(dòng)化程度高但投產(chǎn)上市恐怕還得假以時(shí)日。

今年在舊金山召開的自動(dòng)駕駛研討會(huì)上，我們可以看到汽車主機(jī)廠和零部件供應(yīng)商針對(duì)自動(dòng)駕駛汽車都提出了不同的解決方案，而贊助商也選得有意思—AUVSI(國際無人機(jī)系統(tǒng)協(xié)會(huì))，這種跨界的組合可能未來會(huì)給自動(dòng)駕駛帶來技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃方面的靈感。

不過，臺(tái)上的演講者說得再天花亂墜，都比不上停車場(chǎng)里那些試驗(yàn)車型更有吸引力，而物體探測(cè)(Obstacle Detection)以及雷達(dá)傳感器則是自動(dòng)駕駛中的技術(shù)核心。 我們首先來看Velodyne 3D Lidar(3D激光雷達(dá))，這個(gè)玩意兒就是放置在谷歌無人駕駛車頂，隨時(shí)都在360°旋轉(zhuǎn)的鐳射裝置，不過75000美元的造價(jià)可真心不夠親民。系統(tǒng)里面配置了升級(jí)版的掃描器，在汽車后備箱里還有一塊平板顯示屏，它的掃描器不僅可以360°旋轉(zhuǎn)，甚至可以上下傾斜一定的角度，所以可以形成3D的監(jiān)測(cè)影像。

當(dāng)一輛消防車開過來的時(shí)候，你會(huì)在屏幕上看見一對(duì)連起來的長長的紅色棱鏡狀物體繞著屏幕轉(zhuǎn)了一圈后才消失，而穿過車前的行人，他們的腿看起來很短，但移動(dòng)地非常整齊。不過Philip也試著在車跟前繞了幾圈，但屏幕上并沒有什么圖像顯示，因?yàn)樗梦挥贚idar的掃描盲區(qū)—一個(gè)圓錐形的陰影里。

想要沒有盲區(qū)，就要安裝更多的雷達(dá)。大本營位于伊利諾伊州的Autonomous Stuff主要出售針對(duì)自動(dòng)駕駛汽車使用的各種設(shè)備，一輛改裝自美國產(chǎn)起亞的展示車上，他們?cè)谇昂蟛糠职惭b了四臺(tái)Valeo Lidar，可以發(fā)射激光前前后后來回掃描。如果不差錢的話，還可以在車身的左右方各增加一個(gè)Lidar，這樣就完全實(shí)現(xiàn)了360°全景掃描，不留盲區(qū)。價(jià)格方面，單個(gè)Valeo Lidar在20000美金左右，真是分分鐘“搶錢”的節(jié)奏。

這些目前還處于研發(fā)階段，Valeo公司也希望在2016年能夠?qū)纹穬r(jià)格降至250美元。奧迪三年前在CES大會(huì)上就表示只有Lidar的價(jià)格在200美元左右才能實(shí)現(xiàn)大幅量產(chǎn)。當(dāng)然目前的Lidar采用的是機(jī)械設(shè)計(jì)的方式，如果改由單晶硅或者半導(dǎo)體進(jìn)行固態(tài)封裝的話，造價(jià)應(yīng)該能夠大幅降低。

不過隨著技術(shù)進(jìn)步以及像博世這樣零部件供應(yīng)商的加入，似乎物美價(jià)廉的Lidar很快就可以出現(xiàn)在各車企的自動(dòng)駕駛原型車上了。博世日前宣布將進(jìn)行Lidar系統(tǒng)的研發(fā)，而除了更低廉的價(jià)格之外，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師們希望未來Lidar體積能夠變得像一副紙牌那么小巧，這樣藏在車身的窺視孔后面同樣可以發(fā)揮作用。 所以，除了造價(jià)昂貴之外，Lidar能否商用的原因還在于它體積過于龐大，外表顯得笨拙。不過奔馳卻認(rèn)為多個(gè)雷達(dá)、攝像頭、立體攝像機(jī)、GPS和超聲波設(shè)備的重疊使用能夠提高自動(dòng)駕駛汽車探測(cè)物體的靈敏程度。目前奔馳S級(jí)無人駕駛車原型(代號(hào)：Bertha)，在實(shí)驗(yàn)人員隨車監(jiān)管的情況下不僅可以在高速路上馳騁，同時(shí)穿街轉(zhuǎn)巷也不在話下。

但即便這樣對(duì)很多車企來說還是有些奢侈，因?yàn)槔走_(dá)和攝像頭同樣耗資不菲。如果要真想省錢，有這么一個(gè)解決方案：首先把谷歌的凱迪拉克換成雪佛蘭的Chevy，然后找類似Magna International這樣的供應(yīng)商幫忙，因?yàn)樵摴菊故镜臏y(cè)試車上僅僅在風(fēng)擋內(nèi)側(cè)安裝了一枚傳統(tǒng)的攝像頭。這枚攝像頭會(huì)將采集的數(shù)據(jù)傳輸給模式識(shí)別芯片(由以色列一家自動(dòng)駕駛設(shè)備公司MobileEye提供)，如果周圍交通情況符合條件，那么它會(huì)提供穩(wěn)定良好的駕駛輔助功能;一旦出現(xiàn)不利情況，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將汽車的掌控權(quán)交還司機(jī)，只要輕踩剎車或者動(dòng)動(dòng)方向盤即可。Magna的工作人員表示，立體攝像機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于如果車與物體之間間隔在40-45m之間，那么它的識(shí)別精度會(huì)很高。但超過這個(gè)范圍，它和傳統(tǒng)攝像頭就沒什么區(qū)別了。

那到底自動(dòng)駕駛汽車需不需要傳感器、雷達(dá)、攝像頭的重疊使用?亦或者除了Lidar，其他一些燒錢的探測(cè)裝備還是否有必要安裝?筆者覺得還是得看車企的需求。如果只是希望提供車主一些類似“自適應(yīng)巡航”、“車道偏離預(yù)警”、“自動(dòng)泊車”的半自動(dòng)駕駛功能，可能并不需要Lidar這種昂貴設(shè)備的使用;而如果要實(shí)現(xiàn)完全的無人駕駛，恐怕不僅需要Lidar，其他雷達(dá)傳感器設(shè)備也不可缺少，當(dāng)然強(qiáng)大的地圖數(shù)據(jù)也是關(guān)鍵因素，因?yàn)樯婕暗桨踩膯栴}從來都不應(yīng)該被低估。

目前受制于傳感器技術(shù)的發(fā)展程度，無人駕駛汽車還有很多困難需要克服。除了上面提到的價(jià)格因素之外，第二個(gè)面臨的挑戰(zhàn)是隨著環(huán)境條件的改變，激光雷達(dá)等傳感器接收信號(hào)的能力也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。這也是為什么無人駕駛汽車必須使用一系列的傳感器，通過整合數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物的探測(cè)。(end)