無(wú)人駕駛科技“大閱兵”之——激光雷達(dá)

Joker 9年前 (2016-08-31)

你是我的眼,帶我走過(guò)無(wú)盡的道路。

無(wú)人駕駛科技“大閱兵”——激光雷達(dá)

激光雷達(dá),帶領(lǐng)無(wú)人駕駛汽車走的更遠(yuǎn)

激光雷達(dá)的原理是用激光器作為發(fā)射光源,采用光電探測(cè)技術(shù)手段的主動(dòng)遙感設(shè)備。激光雷達(dá)是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測(cè)技術(shù)結(jié)合的先進(jìn)探測(cè)方式。由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng) 、信息處理等部分組成。

無(wú)人駕駛汽車的上路,需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)道路情況,并作出判斷來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛,而道路情況的監(jiān)測(cè)則少不了激光雷達(dá)。此時(shí)的激光雷達(dá)就仿佛是無(wú)人駕駛汽車的眼睛,如果失去了“眼睛”,無(wú)人駕駛的汽車可沒(méi)法開(kāi)動(dòng)。

現(xiàn)在市場(chǎng)上的汽車基本上都裝配有雷達(dá),有的還有小型攝像頭。精度和范圍上的短板,讓他們沒(méi)有辦法像激光雷達(dá)一樣,應(yīng)對(duì)無(wú)人駕駛所需要處理的道路情況。激光雷達(dá)與之相比,精度更高、可視范圍更廣,甚至不怕惡劣天氣的影響,實(shí)現(xiàn)360度的探測(cè)。

但是,作為新興科技技術(shù),激光雷達(dá)也不可避免的面臨一個(gè)難題,成本過(guò)高。要知道,第一次出現(xiàn)在谷歌無(wú)人駕駛汽車上的那枚激光雷達(dá)售價(jià)高達(dá)7.5萬(wàn)美金。

激光雷達(dá)領(lǐng)域的大佬們

反映激光雷達(dá)發(fā)展過(guò)程的Velodyne

說(shuō)到激光雷達(dá)(Lidar),不得不說(shuō)到那一臺(tái)外形像極了外賣全家桶,造價(jià)高達(dá)70萬(wàn)人民幣的Velodyne HDL-64E(64線)激光雷達(dá)。

無(wú)人駕駛科技“大閱兵”——激光雷達(dá)

1983年在加州成立的Velodyne,最早于2007年開(kāi)始對(duì)外出售第一款激光雷達(dá)產(chǎn)品,所以它也是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的最有資歷的 Lidar技術(shù)公司。

目前,Velodyne的產(chǎn)品線價(jià)格區(qū)間大致是,64線8萬(wàn)美元、32線4萬(wàn)美元,用于無(wú)人機(jī)上面的VLP-16約為8000美元。而Velodyne LiDAR價(jià)格之所以這么高,是因?yàn)槟壳捌溥@些激光雷達(dá)都是采用手工制作,為的就是保證激光的發(fā)射和接收不出差錯(cuò)。手工組裝和調(diào)校普遍耗時(shí),所以還會(huì)產(chǎn)生大量的人工成本。

無(wú)人駕駛科技“大閱兵”——激光雷達(dá)

但是不得不承認(rèn),Velodyne現(xiàn)階段的激光雷達(dá)產(chǎn)品是世界領(lǐng)先水平。旗下最新款的激光雷達(dá)是由福特在一月份公布的Solid-State Hybrid Ultra Puck™ Auto,在體積上已經(jīng)和之前的VLP-16一樣,但是內(nèi)部線束已經(jīng)增加到32線。工作時(shí),發(fā)射器以2微秒的間隔挨個(gè)發(fā)射激光并以10次每秒的速度繞中軸旋轉(zhuǎn),對(duì)應(yīng)的接收器會(huì)擇機(jī)開(kāi)啟,保證在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間捕捉返回信號(hào)。

2微秒和10次每秒的設(shè)定也是有他們的道理。來(lái)自Velodyne車企項(xiàng)目銷售經(jīng)理John Eggert是這樣解釋:“有了2微秒的時(shí)差,每個(gè)激光發(fā)射器會(huì)根據(jù)前一個(gè)激光的返回?cái)?shù)據(jù),確定下一次的發(fā)射能量。”同時(shí)他還表示,這2微秒的延時(shí)設(shè)置還可以防止黑客攻擊,為無(wú)人駕駛汽車帶來(lái)一定的安全保障。

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走在前沿的其他公司

當(dāng)然除了Velodyne,世界范圍內(nèi)還有許多做激光雷達(dá)的公司,比方說(shuō)Quanergy。Quanergy在今年初的CES消費(fèi)電子展上發(fā)布了“世界第一款面向自動(dòng)駕駛汽車的固態(tài)激光雷達(dá)”,它的革命性意義就在于將激光雷達(dá)的成本降到250美元左右。

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當(dāng)然還有來(lái)自于以色列的Innoviz,本月初宣布獲得900萬(wàn)美元的融資之后,承諾將在未來(lái)一到兩年內(nèi)交付一款應(yīng)用了突破性技術(shù)的高清晰度固體激光雷達(dá)(HD-SSl),并且成本僅需要100美元。

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來(lái)自國(guó)內(nèi)的上海思嵐科技有限公司(SLAMTEC),也在去年拿到了千萬(wàn)美元的融資,其團(tuán)隊(duì)主要致力于把激光雷達(dá)的成本降低。他們的解決方案是:在三角測(cè)距技術(shù)的基礎(chǔ)上,配合計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù),用微型攝像頭采集圖像,并根據(jù)其特性來(lái)測(cè)算記錄。同時(shí)優(yōu)化算法,降低對(duì)處理器的要求。

無(wú)人駕駛科技“大閱兵”——激光雷達(dá)

不難看出,現(xiàn)階段各家公司的研究重點(diǎn)都在于設(shè)備硬件提升的同時(shí),有效的控制成本。畢竟一旦無(wú)人駕駛普及之后,可靠的激光雷達(dá)如果能夠保持更低的售價(jià),必將占據(jù)大部分的市場(chǎng)份額。

激光雷達(dá)低成本、高性能的發(fā)展趨勢(shì)

在激光雷達(dá)領(lǐng)域,不論是世界頂尖的Velodyne、Quanergy等大公司,還是一些初創(chuàng)公司,都要面臨這一領(lǐng)域變化多端的未來(lái)。未來(lái)無(wú)人駕駛車型所搭載的激光雷達(dá)種類或許會(huì)有兩種:監(jiān)測(cè)范圍窄但可以裝配在車體內(nèi);監(jiān)測(cè)范圍廣但需要裝配在車頂。不同類型的雷達(dá)必然會(huì)有不同的成本,而車企作為制造商肯定有自己的選擇。低成本、高性能的產(chǎn)品,必然是他們所期望看到的。由此可見(jiàn),低成本和高性能,必將成為未來(lái)激光雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)。

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