近几年,自动驾驶这一话题在汽车圈里的热度,如同北上广深的房价一般,ceng ceng地往上涨。
2012年谷歌开始从事无人驾驶研究,有关技术、算法、大数据的东西对广大吃瓜群众来说似乎距离都比较遥远,也不是看得见摸得着的,但是那个安置于车顶的奇怪物件,却引起了大家的广泛关注。
没错,就是车顶的这个奇怪的“易拉罐”——激光雷达。
这玩意可价钱不低,据说谷歌用的这款美国Velodyne公司出品的激光雷达,价格将近7万美刀,你要知道在美国,我们广大屌丝心中的“战神”GTR,都没有这个“易拉罐”贵。
激光雷达为什么这么贵?到底牛在什么地方?为什么自动驾驶甚至于无人驾驶都要使用它?
首先,我们来讲述一下自动驾驶的原理。汽车想要实现自动驾驶,和人走路是一个道理,通过眼睛来定位路线,通过大脑来指挥迈腿。而对于汽车来说,眼睛就是车的所有传感器,包括摄像头、普通雷达以及激光雷达。大脑就要复杂的多,包括芯片、背后的算法等等,今天我们不谈大脑,主要来聊聊这个“眼睛”。
在这三种“眼睛”中,我们最常见的当属摄像头,诸如很多车中均有的360°环车影像、前后泊车影像辅助、为ACC配备的前置摄像头等等。摄像头的优点十分明显,距离远、精度高,但是缺点也十分明显,受天气影响太大,雨雾天或者更恶劣点的天气,摄像头就基本over了。
其次就是车载的普通雷达了,包括现在基本车车都会有的泊车雷达,以及部分带有辅助驾驶功能的车型上所装配的毫米波雷达、超声波雷达等。但是即便是普通雷达里面最牛的毫米波雷达,也依旧存在精度低、可见范围短的缺点,而这也被认为是造成诸多自动驾驶事故的主要原因。
而最后登场的、也是最贵的、也是功能最强大的、也是···反正集无数光环于一身的,就是激光雷达了!
激光雷达之于前两者,基本综合了所有优点,反应速度快、距离远、应用环境多样、精度极高。具体来说,激光雷达的技术点是:飞行时间(TOF,Time of Flight),简单来说,当雷达发射激光以后,在遇到障碍物时会发生折返,返回的光束通过雷达内部接收器进行分析,最终通过折返时间和测量信号在处理器进行处理,从而生成精准的3D地图,对周围的环境特征进行再还原。
有点拗口?举个例子吧,例如毫米波雷达可以发现路边障碍,但只能“看到”模糊形体,而厘米级精度的激光雷达则可以在极短时间内清楚区分出障碍是道牙还是斜坡,自动驾驶汽车断定是斜坡后,就可以做出安全开上车道的决策,这种精度对上路行驶的全自动驾驶汽车而言,可以更加接近100%安全。
就比如之前发生在美国的那起著名的交通事故,其实就是因为毫米波雷达和摄像头的传统组合,遇到了强光而出现了暂时“失明”,悲剧也就悄然发生了。
另外,激光雷达是可以360°旋转的,可以在极短的时间做到全方位扫描周围环境的效果。因此激光雷达也就成了发展自动驾驶,甚至是无人驾驶的不二之选。
但是激光雷达有没有什么明显缺点呢?当然有!那就是。。。 贵啊!!!
就比如开篇提到的那台Velodyne 64线激光雷达,就比一辆宝马7系还贵(当然,是在美国),因此这么好的东西,如果一直这么贵下去,我们伟大的自动驾驶,甚至是无人驾驶的梦想将要到何时方可实现……
因此,降低激光雷达成本势在必行。目前包括前文提到的美国Velodyne、还有包括美国Quanergy、以色列Innoviz、德国Ibeo等公司都已经在该领域取得了一些突破,另外还有一些初创公司也已经积极杀入该领域要分一杯羹。可以预见的是,未来激光雷达的市场将会非常庞大,竞争也将无比激烈。
按有无机械旋转部件来区分,激光雷达主要分为固态激光雷达和机械激光雷达两种,而目前主流的降低成本的方向,就是从机械式向固态式转变。
其实拿硬盘做个参照也就懂了,机械式就是内部有一个可以360°旋转的机械部件,而固态式则是通过电子部件来实现360°发射红外线,并不需要机械旋转,因此不仅更省空间,而且也更便宜(为什么更便宜?那得另起一篇了,反正记住更便宜就对了!)。此外,按线束数量来分,也可分为多线束和单线束雷达,线束越多,测量越准确,当然也越贵!
目前,美国Quanergy公司是唯一开发“固态激光雷达”的公司,而包括美国Velodayne等其他公司,目前开发的则是“混合固态激光雷达”,说白了还是要依靠内部的机械部件实现360°的高速旋转,只是把机械部件往小里做。在目前单纯依靠电子部件还并不是特别完美的时候,这种“混合固态激光雷达”安全系数和可靠性都更高。
考虑到激光雷达的成本问题,目前市面上的量产车型中均没有采用激光雷达的先例。毕竟对于整车成本来说,动辄几万美金的激光雷达价格不菲,即使售价超百万的豪车,也没有哪个品牌使用了激光雷达。
不过,这一局面有可能会被一家名叫Faraday Future(简称FF)的车企改写。
日前,FF首款量产车的伪装车路试视频曝光,被媒体扒出车顶的“黑科技”确为激光雷达。同时更有媒体综合各路消息推断,FF的激光雷达将具备自动升降功能。假如推测成真,FF或许将成为全球第一家在量产车上搭载激光雷达并给出综合解决方案的车企。
作为一家源自硅谷的的智能互联电动车初创企业,FF从诞生之初就被业界称为“特斯拉杀手”。从年初CES首次对外发布概念车,到8月份首款量产车谍照曝光,再到前几日网友拍摄到了该车的路试视频,FF在生产研发和产品测试方面的速度和能力让人惊叹。
或许过不了多久,我们就能看到这样一辆真正颠覆以往,定义未来的车,真正带你驶入自动驾驶时代。