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现阶段无人驾驶激光雷达体系解析

2016-12-11 11:05| 发布者: admin| 查看: 266| 评论: 0

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  突然发现,最近无人车领域新闻不断。似乎无人驾驶的“军备竞赛”又有了新动向。

  ?......

无人驾驶 激光雷达 解析

无人驾驶 激光雷达 解析先说365bet线上投注_.365bet_365bet怎么充值大王。上周,福特突然宣布了自己的5年自动驾驶计划,打算在2021年组建一个千辆车规模的自动驾驶车队。

无人驾驶 激光雷达 解析福特CEO Mark Fields的承诺似乎更有说服力:“我们看到了接下来的十年将是365bet线上投注_.365bet_365bet怎么充值迈向自动化的十年。”

无人驾驶 激光雷达 解析紧接着,福特便投资了美国老牌激光巨头Velodyne。

无人驾驶 激光雷达 解析Velodyne是一家在1983年成立的激光雷达公司,其3D激光雷达产品极其丰富,涵盖了16/32/64线束各个种类,谷歌和百度的自动驾驶原型车使用的机械式激光雷达就来自Velodyne。

  福特的投资将会让Velodyne以更专注的态度发展无人驾驶用的激光雷达,同时增加的订单也能降低激光雷达的单价。

无人驾驶 激光雷达 解析由此可见,高昂的激光雷达费用是制约无人车领域的一个重要因素,之前百度无人车上的Velodyne激光雷达单价就能达到70万人民币。

无人驾驶 激光雷达 解析为了改变这种情形,也是在上周,一家叫做innoviz Technologies 的以色列公司站了出来。

无人驾驶 激光雷达 解析他们承诺将在2018年推出一款高清晰的固体激光雷达(HD-SSL)这款激光雷达最大的优势就是外型小巧,长宽高都不会超过5厘米,因此可以很容易隐藏在车内,价格将会被控制在100美元左右。

  说道这里,大家有没有发现,我们在谈论无人驾驶时,究竟在聊什么?

  ——激光雷达!!

  为什么激光雷达会在无人驾驶中占据N0.1?

  这要从自动驾驶和无人驾驶的差别性谈起。

  自动驾驶领域目前有两大技术路线:

无人驾驶 激光雷达 解析一是以特斯拉等365bet线上投注_.365bet_365bet怎么充值公司为代表的“高级辅助驾驶”升级路线,其技术核心是ADAS级摄像头(包含基准算法)、各种毫米波/超声雷达。

无人驾驶 激光雷达 解析二是以谷歌等互联网巨头公司为代表的“无人驾驶”路线,其技术核心既是激光雷达(LiDar),并融合其他传感器技术。

无人驾驶 激光雷达 解析前段时间特斯拉在自动巡航(Autopilot)模式下发生的碰撞事故反映出了“辅助驾驶升级”的一些痛点。

  一是可靠性,二是责任。关于法律、责任我相信会有专业人士做出解读,我就不班门弄斧了,我想说的是可靠性。

无人驾驶 激光雷达 解析辅助驾驶能进行主动刹车、遇到障碍减速,甚至并道主要是依靠机器视觉作为概率算法,这既是解决问题的关键也是问题所在,因为算法需要依靠大量测试进行不断完善。

  谁来完成?用户。然而这个过程难免会出现问题,而且算法也不能穷尽所有情况。

无人驾驶 激光雷达 解析相比之下,谷歌的无人驾驶似乎可行性更高,其原因在于无人驾驶的核心——激光雷达,它是依靠测量空间的“点云”来绘制3D高精度地图,进行空间建模后完成自动驾驶。

  总结以上,我们可以看出无人驾驶与自动驾驶的不同,可以这么说,无人驾驶本质上是一种具有高度人工智能的移动式机器人。

  然后再说激光雷达。

  什么是激光雷达?(高能预警)

无人驾驶 激光雷达 解析激光雷达被誉为“机械之眼”,说白了还是个雷达(同样探测位置、监测移动速度),不过普通雷达靠电磁波,这个东西靠激光。

  原理

  激光雷达的技术点是飞行时间(TOF,Time of Flight)。

无人驾驶 激光雷达 解析具体说, 发射激光后,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光束分析。

无人驾驶 激光雷达 解析将折返时间和测量信号在处理器进行处理,最后生成精确的3D地图,对周围环境特征进行再还原。

无人驾驶 激光雷达 解析实际上,由于测量精度在厘米级,因此更多应用在无人机、军事方面。

  优势

激光雷达 无人驾驶 自动驾驶纵观目前量产的,带有ADAS系统的车辆,其系统中使用的传感器基本上只有摄像头及中、短距离雷达。

  相比摄像头,激光雷达最大的优势在于使用环境限制小。目前车载雷达,当发射的电磁波遇到尺寸比较小的物体时,极有可能发生“衍射现象”。

激光雷达 无人驾驶 自动驾驶“衍射现象”发生时,波的大部分能绕过物体,反射回来的极小,但激光雷达波长为微米级,所以探测的目标可以很小,精度却很高。

  然而激光雷达的劣势也很明显,上文也曾提到,价格昂贵!文章开头我曾提到,Velodyne公司可以生成64/32等不同线束类型的激光雷达,而所谓的线束多少是直接与测量精度有关的,线束越多,测量成本越精准,价格也就越昂贵。

  分类及发展趋势

  激光雷达的分类方式有好多种,我比较喜欢最直观的那两种。

激光雷达 无人驾驶 自动驾驶按有无机械旋转部件分类,激光雷达可以分为两类:机械激光雷达和固态激光雷达。

激光雷达 无人驾驶 自动驾驶按线束数量分类:多线束和单线束激光雷达。

激光雷达 无人驾驶 自动驾驶从目前的情况来看,机械式激光雷达仍然是主流,虽然其价格昂贵,安装在车外,体积庞大,但更精确和宽广的范围可以为试验车带来更好、跟多的数据。

  从未来发展看,我认为机械将走向固态、单线走向多线将会成为主流。因为固态激光雷达体积很小,可以更好得融入车身内部,当然其测量精度也会降低,但可以使用多线束来提高视野范围。由此看来,低成本的激光雷达方案似乎正加速无人驾驶的到来。

  编辑点评:  

  真正的未来在何方?

  ADAS+激光雷达?

  通过目前的市场现状,可以看出处于路线一的厂家(走ADAS的沃尔沃奔驰等传统厂家)正努力通过投资、技术合作的方式弥补自身在自动化领域的技术缺陷,比如宝马与百度地图合作,Mobileye与英特尔、宝马的战略合作,甚至是奔驰、奥迪、宝马联合对Here地图进行收购。

  而处于第二条路线的“一步到位”型厂家也面临着恶劣天气激光雷达障碍、高精度地图依赖程度过高的问题,因此,如果两者能够进行互补,把传感器技术用到了极致配上激光雷达,或许无人驾驶就真正离我们不远了。


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