手机贤集

工业平台

返回贤集网

Waymo新激光雷达产出怎么样的惊人成果?

周大侠侃车 2021-10-13 14:25:06

最近Waymo感知堆栈的一个视频片段显示了其良好的感知能力,同时也显示了Waymo最新激光雷达的质量。2021年早些时候,我们还看到Argo的产出成果令人印象深刻,其主要资助者是福特。


在这两种情况下,激光雷达都是这些公司自己开发的(或收购的),Aurora和Yandex的情况也是如此,还有大量的独立激光雷达公司试图生产激光雷达,并出售给这些团队和汽车制造商。


现代的自动驾驶革命是由Velodyne制造的激光雷达推动的,该激光雷达为2005年的DARPA(美国国防部高级研究计划局)竞赛提供了原型。这个“旋转的桶”又大又贵,显示64线分辨率。


激光雷达点云▼

Waymo新激光雷达产出怎么样的惊人成果?


如今的设备要便宜得多,体积小得多,性能更强,射程更远,分辨率更高。的确,上面的图像看起来几乎像摄影,尽管它们只显示灰度,而不是色彩。


一些较新的激光雷达(包括Aurora的)能够判断图像中任何点相对于你的移动速度,要么使用FMCW多普勒(像雷达那样),要么通过发送两个快速发射脉冲来检测几毫秒内的移动。


其结果是真正的超人类的视觉。一个真正的、几乎无懈可击的三维视图,具有第四维的速度和第五维的亮度。


我们的眼睛实际上只能看到二维的距离,再加上第三个“维度”的颜色。它们必须利用活人大脑的理解来计算距离,而且速度也必须通过观察一段时间的事物来计算。(近距离观察时,两只眼睛有助于判断距离。)


“激光雷达是一根拐杖”


埃隆·马斯克(Elon Musk)说了很多值得注意的事情,但在自动驾驶传感器领域,他最有名的言论是“激光雷达是一根拐杖”。


他宣称,特斯拉永远不会使用激光雷达,因为他认为解决自动驾驶问题需要非常先进的计算机视觉,它可以像人类一样计算距离和速度,如果你有这种技术,激光雷达就是在浪费时间和金钱。


不管马斯克关于“激光雷达是一根拐杖”的说法是否正确,今天很明显的是,计算机视觉只有一条腿,它需要一根拐杖,而新一代的激光雷达确实正在成为一根非常强大的拐杖。


过去,激光雷达的分辨率很低,你无法可靠地识别很多目标,但上面的图像并非如此。当你的神经网络被训练成从它们的三维形状,而不仅仅是它们的平面RGB图像来识别它们时,这一点尤其正确。


激光雷达的优势在于,你可以接近100%地确定有足够大小的东西在你面前,你应该避开它,即使激光雷达不知道它到底是什么。识别正变得不再是一个问题。


识别障碍不再是问题


激光雷达世界包括用于真正的自动驾驶的传感器,以及旨在制造更可靠的“ADAS Pilot”系统的传感器,这些系统仍然需要人类监督。


高速公路上的自动驾驶需要250米或更多的探测距离,尤其是对于卡车而言。城市道路的行驶速度可以用更短的探测距离。


近红外激光雷达声称可以探测到200米左右,有些则更远,但探测结果的质量很低。新一代的中红外(1550纳米)激光雷达可以很好地探测远距离。


Waymo新激光雷达产出怎么样的惊人成果?


对速度的报告是相当重要的。如今无人驾驶的一个重要问题是“突发障碍”。这方面的典型(也是悲剧性的)原型是一辆紧急车辆停在或闯入左车道。


你可能在那条车道上跟在一辆货车或其他大型车辆后面,看不见。突然,那辆货车的司机向右转弯以避开停在那里的车辆,然后你就看到了。你看到后只有很短的时间来做出反应。即使对人类司机来说,这也是一个挑战。


任何激光雷达在这种情况下都是有用的,因为它不会错过在你前面的车辆。然而,一开始,它并不知道这辆车已经停止了。你需要看2至3“帧”的激光雷达或摄像头视频,才能很好地确定它已经停止。


许多激光雷达的运行速度只有每秒10到15帧,这意味着可能要在十分之二到十分之三秒的时间才能弄清楚,而你将行驶6到10米。人类的反应时间更长,但这不是借口。


这就是为什么获得任何目标的速度是有益处的。这样你就可以立即发现障碍物在那里,而且它没有移动,你必须马上刹车或转向。撞车可能是不可能避免的,但你越早开始刹车,事故就会越轻。


汽车制造商的ADAS


美国国家运输安全委员会(NTSB)目前正在对特斯拉撞上停止的紧急车辆进行调查。这些都是驾驶辅助汽车,在所有的案例中,人类司机都没有保持警惕,没有避免车祸,但同时,每个人都希望驾驶辅助系统(包括Autopilot和自动紧急制动系统)能做得更好。


具有一定的讽刺意味的是,由于其中一些车祸导致受伤,认为“激光雷达是一根拐杖”的观点可能导致一些人不得不使用真正的拐杖。


2020年短暂的“无人驾驶汽车之冬”(Robocar winter)促使许多汽车制造商将重点放在ADAS Pilot工具上,而不是自动驾驶,而科技公司和初创公司则继续走无人驾驶汽车之路。


通用汽车刚刚宣布了“Ultra Cruise”,福特则宣布了一个“Blue Cruise”产品。宝马也为其豪华车制定了先进的计划,将使用以色列Innoviz公司的激光雷达,该激光雷达体积小,并使用微型MEMS反射镜来引导光束。


据报道,通用汽车正计划使用硅谷Cepton公司的激光雷达,该激光雷达使用基于音圈和共振振动的秘密转向机制。福特曾投资Velodyne,但已出售了所持股份,该公司可能会在一定程度上使用Argo的设备。


ADAS激光雷达必须是低成本的——汽车公司不会在他们的汽车上安装非常昂贵的系统,但他们可以承受较低的性能。几乎每家激光雷达公司都声称他们最终将以每台激光雷达250美元的价格出售。


这可能是真的,因为所有的电子设备在数量多了以后都会变得很便宜,尽管现在这个数字是凭空捏造的,因为他们知道,这大约相当于汽车制造商为一辆中等价位汽车的一个组件支付的价格。


谁会赢得这场竞争?


所以激光雷达确实正在变得越来越好,越来越便宜。摄像头已经很便宜了(尽管处理它们是有成本的),但是计算机视觉正在变得越来越好。


同样的计算机视觉技术也适用于激光雷达。他们可以通过对近距离目标的固有三维认识来获得更好的结果。计算机视觉可能在远距离目标上做得更好,因为你可以得到更多的像素,尽管只是二维的。


这样的组合效果很好——近距离不能有失误,我们有时间从远处的失误中恢复过来。对于激光还是摄像头的问题,答案总是两者兼而有之,除非是在游戏的后期,你更关心的是省钱而不是安全和性能。


Waymo新激光雷达产出怎么样的惊人成果?


目前还不清楚哪家激光雷达公司会最终胜出。他们都在多轴世界中寻找不同的最佳点:


1. 距离——在高速公路上需要250米或更远


2. 成本——每辆车可能需要几个


3. 分辨率和点密度——越高越好,但会增加成本


4. 多普勒或其他速度测量


5. 视场角——有些激光雷达在狭窄的垂直视角内可以看到360度,有些只能看到60 x 15度或介于两者之间的一切


6. 对振动和环境的稳健性和保持校准的能力,并易于校准


7. 制造商的可靠性(在你把产品押在它上面之前)


8. 需要维修或更换前的故障频率


9. 尺寸、重量,以及对安装位置的影响


10. 帧速率(扫描同一区域的频率)或“闪光”能力


11. 特殊能力,如感兴趣的区域,较低的速度操控性(如Waymo的PBR,它可以看到一个狭窄的领域,但如果有什么有趣的东西,可以迅速指向360度的任何地方)


12. 能够应付雨、雾等天气条件


13. 功率预算


14. 美学(可能要到很久以后才会出现),还有高速公路电动汽车的空气动力学效果


请注意,文献中的主要差异化因素,即像光束转向方法(旋转、反射镜、MEMS等)和激光波长不在这个列表中,而是会影响列表中的这些因素。


大多数激光雷达公司的第一个市场是原型无人驾驶汽车,他们希望无人驾驶汽车走出原型阶段后,它们会成为选定的传感器。


现在,这个过程比较缓慢,大多数公司将ADAS工具视为早期和有利可图的市场,这也是目前大多数业务努力的方向。


几家激光雷达制造商已经通过SPAC上市,尽管大多数公司的股价都比初始价格大幅下跌,只有Luminar公司高于其初始价格,但远低于其早期的峰值。由于销量较低,这些公司很难给华尔街留下深刻印象,尽管所有有量产汽车交易的公司都在大声叫卖。


它们还面临着来自上述公司的内部激光雷达、博世和摄像头ADAS领导者英特尔MobilEye等公司的内部一级部门,以及众多中国竞争对手的竞争。它们还可能面临来自成像雷达和计算机视觉的竞争。


ADAS激光雷达几乎不需要无人驾驶汽车的规格,而且它们的价格也必须低得多。它们往往只用于展望未来,现有的汽车需要更多隐藏的美学——不像无人驾驶汽车那样乐于以奇怪的外观和炫耀其未来主义的本质。


换句话说,这是一个极其复杂的市场,没有一条明确的胜利之路。


除了埃隆·马斯克之外,大多数人都认为激光雷达是无人驾驶汽车的关键传感技术,因此投资者对激光雷达及其竞争对手非常感兴趣。


在高德纳炒作周期的短暂“幻灭低谷”中,这种兴奋经历了波折,但不久必将再次升温——尽管注定不会是所有的参与者都能存活。


来源:汽车商业评论

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

免责声明

最新回答

还没有人评论哦,抢沙发吧~

为您推荐