探索自動(dòng)駕駛關(guān)鍵技術(shù)：激光傳感器

　　自動(dòng)駕駛發(fā)展的瓶頸之一在于，需要開(kāi)發(fā)出可以對(duì)汽車所處環(huán)境進(jìn)行3D感知的高性能傳感器。

　　技術(shù)的進(jìn)步使得自動(dòng)駕駛不再是遙不可及的事情。在眾多智能器件中，傳感器顯得十分關(guān)鍵。

　　在自動(dòng)駕駛汽車中廣泛使用的是被稱之為“Lidar”的傳感器，即激光雷達(dá)傳感器,它也被稱為無(wú)人駕駛汽車的眼睛。Lidar可以發(fā)射激光束，并通過(guò)捕捉反射回來(lái)的信號(hào)繪制出周圍環(huán)境的3D模型。谷歌、Uber和豐田等公司測(cè)試的自動(dòng)駕駛車都依賴這種激光雷達(dá)系統(tǒng)，使得車輛可以自我定位，并識(shí)別行人和過(guò)往車輛。當(dāng)前最好的傳感器可以識(shí)別距離100米之外、大小只有幾厘米的物體。

　　大多數(shù)開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛汽車的公司都使用Lidar系統(tǒng)，只有特斯拉是個(gè)例外，它只依靠相機(jī)和普通雷達(dá)。然而，雷達(dá)傳感器在捕捉細(xì)節(jié)方面捉襟見(jiàn)肘，相機(jī)在低光或眩光的條件下也表現(xiàn)不佳。去年，一輛特斯拉汽車和一輛拖拉機(jī)相撞，特斯拉車主不幸遇難。這一事故的原因正是特斯拉的Autopilot軟件系統(tǒng)無(wú)法在高亮度的天空背景下識(shí)別拖拉機(jī)。豐田負(fù)責(zé)自動(dòng)駕駛的副總裁RyanEustice承認(rèn)，安全問(wèn)題仍然是自動(dòng)駕駛汽車開(kāi)發(fā)過(guò)程中的“未解難題”。

　　事實(shí)上，自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展速度之快，使得激光雷達(dá)的發(fā)展顯得略有滯后。激光雷達(dá)傳感器之前一直是相對(duì)獨(dú)立的業(yè)務(wù)，與傳統(tǒng)汽車制造相比遠(yuǎn)不夠成熟，尚不能成為數(shù)百萬(wàn)輛汽車的標(biāo)配。

　　從披露的各種試驗(yàn)車上，我們也能看得出問(wèn)題所在：激光雷達(dá)傳感器體積巨大且笨重。這也是為什么谷歌、Uber和豐田的自動(dòng)駕駛汽車都頂著一個(gè)大大的圓頂或盒子狀的裝置。

　　激光雷達(dá)眼中的世界

　　激光雷達(dá)傳感器價(jià)格不菲，一臺(tái)傳感器的花費(fèi)就高達(dá)數(shù)千甚至數(shù)萬(wàn)美元。目前，大多數(shù)測(cè)試車輛上都裝有數(shù)個(gè)激光雷達(dá)。盡管道路上自動(dòng)駕駛車輛的數(shù)量極少，激光雷達(dá)也到了供不應(yīng)求的地步。最近有相關(guān)報(bào)道稱，盡管激光雷達(dá)制造商正在努力增加產(chǎn)能，但客戶還必須等待6個(gè)月左右才能得到一臺(tái)新的傳感器。

　　激光雷達(dá)的稀缺也幫助我們理解了上個(gè)月Waymo對(duì)Uber提起的訴訟：Waymo宣稱它有證據(jù)表明，其頂級(jí)工程師之一的Anthony Levandowski在離開(kāi)公司創(chuàng)立自有品牌Otto之前竊取了Waymo激光雷達(dá)傳感器的設(shè)計(jì)。之后Uber收購(gòu)了這家自動(dòng)駕駛卡車公司Otto。

　　去年，Otto的共同創(chuàng)始人Lior Ron告訴媒體，公司建立了專門針對(duì)卡車的激光雷達(dá)傳感器，因?yàn)槭袌?chǎng)上并沒(méi)有滿足18輪大卡車在高速公路上安全駕駛所需的傳感器。 Waymo指出，Otto的技術(shù)實(shí)際上來(lái)源于Waymo耗資數(shù)千萬(wàn)美元開(kāi)發(fā)的技術(shù)，Otto靠著搭順風(fēng)車將傳感器的成本與幾年前相比降低了90%以上。

　　高性能的激光雷達(dá)系統(tǒng)是Waymo將自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)化和實(shí)現(xiàn)盈利的重要部分。該公司開(kāi)發(fā)了三種用于尋找不同范圍物體的傳感器。Waymo表示它準(zhǔn)備將這些技術(shù)打包，然后分別授權(quán)給知名的汽車制造商。

　　Waymo并不是市場(chǎng)上唯一一個(gè)耗資數(shù)百萬(wàn)來(lái)解決激光雷達(dá)滯后的公司。去年，福特和百度向世界領(lǐng)先的激光雷達(dá)供應(yīng)商Velodyne投資了1.5億美元。該公司準(zhǔn)備在圣荷西建造一個(gè)大工廠，并計(jì)劃從明年開(kāi)始發(fā)售激光雷達(dá)。

　　不過(guò)，激光雷達(dá)在導(dǎo)入市場(chǎng)之前還需要很多改進(jìn)。包括Velodyne在內(nèi)的幾家公司正在開(kāi)發(fā)不使用旋轉(zhuǎn)鏡改變激光束方向的Lidar系統(tǒng)。相比于目前的笨重設(shè)備，以純電信號(hào)來(lái)改變激光方向的Lidar會(huì)更便宜、體積更小。因?yàn)槠錄](méi)有可移動(dòng)的部分，這種激光雷達(dá)被稱為“固態(tài)”激光雷達(dá)系統(tǒng)。

　　谷歌自動(dòng)駕駛汽車的專利顯示了其如何使用激光雷達(dá)來(lái)探測(cè)前方的道路

　　這一理論還處在測(cè)試階段。Velodyne報(bào)道其在去年12月取得了一項(xiàng)“突破”，可以使激光雷達(dá)的價(jià)格低至50美元，但它并沒(méi)有指出是否實(shí)現(xiàn)了固態(tài)系統(tǒng)。初創(chuàng)公司Quanergy去年獲得了9000萬(wàn)美元的融資，聲稱它將在馬薩諸塞州建立工廠生產(chǎn)固態(tài)激光雷達(dá)傳感器，售價(jià)為250美元，但該公司的產(chǎn)品細(xì)節(jié)目前還不清楚。汽車零部件供應(yīng)商Continental和Valeo也在開(kāi)發(fā)類似的技術(shù)，宣稱將在兩至三年內(nèi)上市。

　　包括福特和寶馬在內(nèi)的汽車制造商表示，他們希望在2021年之前實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛汽車的批量生產(chǎn)。毫無(wú)疑問(wèn)，這些汽車的性能、成本和外觀在很大程度上都將視激光雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展情況而定。