技術(shù)
導(dǎo)讀:五年過(guò)去了,自動(dòng)駕駛的賽道上擠滿了越來(lái)越多的選手,有的已經(jīng)跑在了前面,有的正嘗試?yán)_(kāi)差距。
如今,各家車企的“軍備競(jìng)賽”聚焦于L3自動(dòng)駕駛車型的發(fā)售,一時(shí)間自動(dòng)駕駛領(lǐng)域風(fēng)起云涌。無(wú)論是技術(shù)體系與解決方案的日益成熟、激光雷達(dá)等傳感器性能的進(jìn)化突破,還是產(chǎn)業(yè)上下游供應(yīng)鏈的漸趨完整,都在告訴人們:我們離真正的無(wú)人駕駛——L5自動(dòng)駕駛越來(lái)越近了。
自動(dòng)駕駛的巨大發(fā)展?jié)摿?,讓賽道?nèi)外的玩家無(wú)不蠢蠢欲動(dòng)。不說(shuō)整車制造、相關(guān)設(shè)備應(yīng)用這些與自動(dòng)駕駛高度相關(guān)的領(lǐng)域,就連出行服務(wù)市場(chǎng)都對(duì)無(wú)人駕駛的未來(lái)望眼欲穿。有出行服務(wù)業(yè)內(nèi)人士表示:“如果完全取代現(xiàn)有的網(wǎng)約車,Robotaxi將成長(zhǎng)為一個(gè)60000億美元的巨大賽道?!盧obotaxi是指自動(dòng)駕駛網(wǎng)約車。
五年過(guò)去了,自動(dòng)駕駛的賽道上擠滿了越來(lái)越多的選手,有的已經(jīng)跑在了前面,有的正嘗試?yán)_(kāi)差距。
但飯要一口一口吃,在剛剛進(jìn)入L3量產(chǎn)階段的現(xiàn)在,自動(dòng)駕駛行業(yè)想要實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人駕駛,還需要“走幾步”。而激光雷達(dá)的存在,讓車企們?cè)贚3-L5這段或近或遠(yuǎn)的旅程中走得更加悠然。
當(dāng)下,自動(dòng)駕駛汽車發(fā)展迎來(lái)了最好的時(shí)代,受到了市場(chǎng)前所未有的看好。IHS預(yù)測(cè):到2035年,上路行駛的車輛中將有50%以上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛,自動(dòng)駕駛整車及相關(guān)設(shè)備應(yīng)用的收入總規(guī)模也將突破5000億美元。
另?yè)?jù)麥肯錫未來(lái)出行研究中心的一份報(bào)告顯示:圍繞著自動(dòng)駕駛,大量的資本、期待和宣傳正在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)涌現(xiàn)。
北科天繪、商湯、地平線、景馳、四維圖新等大批中國(guó)企業(yè)正著手開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛技術(shù)架構(gòu)的核心構(gòu)成要素,包括激光雷達(dá)、攝像頭、處理器、軟件和地圖/基于位置的服務(wù)等。2012至2017年間,約有70億美元的風(fēng)險(xiǎn)投資投入到中國(guó)的自動(dòng)駕駛技術(shù)企業(yè),這一數(shù)額與在同期投資于美國(guó)初創(chuàng)企業(yè)的金額相當(dāng)。
報(bào)告還向人們描繪了一幅“無(wú)人駕駛顛覆汽車使用體驗(yàn)、使用方式”的未來(lái)圖景:
無(wú)人駕駛的普及會(huì)減少90%以上的交通事故發(fā)生率,行車環(huán)境將更為安全、順暢。車輛與駕駛員之間的解綁,讓殘障人士等不會(huì)開(kāi)車、不方便學(xué)習(xí)開(kāi)車的人群也能實(shí)現(xiàn)自主出行。此外,不僅汽車的概念會(huì)隨無(wú)人駕駛的普及而被改寫,出行服務(wù)市場(chǎng)也將產(chǎn)生更為翻天覆地的變化。
在整個(gè)交通出行產(chǎn)業(yè)中,以網(wǎng)約車為主力的出行服務(wù)市場(chǎng),從未停止對(duì)無(wú)人駕駛的探索。2015年以來(lái),Robotaxi(自動(dòng)駕駛出租車)密集上路測(cè)試,連亞馬遜這樣的電商巨頭也殺入了這個(gè)賽道。有出行服務(wù)業(yè)內(nèi)人士表示:“如果完全取代現(xiàn)有的網(wǎng)約車,Robotaxi將成長(zhǎng)為一個(gè)60000億美元的巨大賽道?!?/p>
從數(shù)字上來(lái)看,未來(lái)出行服務(wù)的預(yù)期市場(chǎng)空間,足以讓賽道內(nèi)的玩家們?yōu)橹偪?。但就目前而言,自?dòng)駕駛還需要多方面的努力,才能進(jìn)化為真正的無(wú)人駕駛并成熟普及,讓這塊60000億美元的“蛋糕”看得見(jiàn)、吃得著。
無(wú)人駕駛的實(shí)現(xiàn)之路上有兩道必須要跨過(guò)的門檻:成本與安全可靠。
自動(dòng)駕駛系統(tǒng)成本過(guò)高,長(zhǎng)久以來(lái)始終是影響其發(fā)展的最大瓶頸。早在1984年DARPA就開(kāi)始了自動(dòng)駕駛技術(shù)研究,但不計(jì)工本的探索式研發(fā)注定無(wú)法走進(jìn)商業(yè)領(lǐng)域。直到37年后的今天,L3級(jí)自動(dòng)駕駛車才達(dá)成量產(chǎn)。而對(duì)于L5級(jí)的“真無(wú)人駕駛汽車”,據(jù)麥肯錫調(diào)研:僅有27%的調(diào)查對(duì)象認(rèn)為2025年之前成本問(wèn)題將得以解決,實(shí)現(xiàn)成規(guī)模量產(chǎn)。
感知性能、可靠性和安全性則是推廣自動(dòng)駕駛技術(shù)的另一重大瓶頸。無(wú)人駕駛將完全替代掉人工干預(yù),這天然就對(duì)其可靠性與安全性做出了極高的要求。若想實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人駕駛,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的各個(gè)組成部分都必須持續(xù)迭代進(jìn)化,以達(dá)到完全替代人工并且遠(yuǎn)超人工的性能。
硬件方面,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所需的各類傳感器中,以激光雷達(dá)感知性能最為優(yōu)秀。激光雷達(dá)通過(guò)發(fā)射并接收高頻激光,快速地在探測(cè)范圍內(nèi)獲取大量位置點(diǎn)信息,并經(jīng)由位置點(diǎn)組成的點(diǎn)云進(jìn)行三維建模,得到目標(biāo)區(qū)域內(nèi)物體距離、形狀輪廓、移動(dòng)速度等信息。
激光信號(hào)在不同物質(zhì)間的反射率存在差異,激光雷達(dá)無(wú)需非常復(fù)雜的支持算法,便能精準(zhǔn)區(qū)分探測(cè)范圍內(nèi)材質(zhì)不同的障礙物,相比視覺(jué)感知以顏色判斷物體的邏輯,大大提升了感知精度。
基于以上優(yōu)勢(shì),激光雷達(dá)被業(yè)界廣泛認(rèn)可為高階自動(dòng)駕駛必備核心傳感器。而在此之前,激光雷達(dá)于乘用車之外已經(jīng)得到了極為廣泛的應(yīng)用,大到景區(qū)擺渡車、無(wú)人物流車,小到掃地機(jī)器人、引導(dǎo)接待機(jī)器人,在它們的身上都能看到激光雷達(dá)發(fā)揮作用。
目前,激光雷達(dá)已經(jīng)成為絕大多數(shù)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的、將要量產(chǎn)的、正在測(cè)試的甚至是仍在PPT中的,各種自動(dòng)駕駛汽車與無(wú)人駕駛汽車感知系統(tǒng)的標(biāo)配。激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)也在自動(dòng)駕駛方興未艾之時(shí),先一步開(kāi)啟了爆發(fā)式增長(zhǎng)。
憑借近年來(lái)的進(jìn)化突破,國(guó)內(nèi)外激光雷達(dá)廠商陸續(xù)拿出了有望叩開(kāi)“無(wú)人駕駛之門”的LiDAR產(chǎn)品。比如北科天繪前不久發(fā)布的圖像級(jí)超高分辨率固態(tài)激光雷達(dá)——C-Fans-256,是全球首款256線車規(guī)級(jí)固態(tài)激光雷達(dá)。
被譽(yù)為“自動(dòng)駕駛之眼”的激光雷達(dá),也成為了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所需的各類傳感器中,對(duì)解決成本、性能、安全可靠等問(wèn)題都能起到不可替代重要作用的“關(guān)鍵先生”。
C-Fans-256具備0.1°x0.1°的分辨率,能夠準(zhǔn)確地在200m距離上進(jìn)行的行人、車輛捕捉,可以輕松實(shí)現(xiàn)大范圍遠(yuǎn)距離區(qū)域監(jiān)控。相比人眼視力、乃至毫米波雷達(dá)等環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器都更為“明察秋毫”。配合其全方位掃描視場(chǎng),車輛可以在行駛過(guò)程中,時(shí)刻保持對(duì)周圍路況的掌握。對(duì)于無(wú)保護(hù)左轉(zhuǎn)等駕駛難點(diǎn)場(chǎng)景,能夠很好地照顧到右側(cè)來(lái)車或者行人。
憑借運(yùn)動(dòng)相機(jī)級(jí)超高幀頻賦予的強(qiáng)大異常事件捕捉能力,對(duì)于高速急剎、鬼探頭等處置時(shí)間極短,甚至超過(guò)人類生理機(jī)能反應(yīng)極限的突發(fā)情況,C-Fans-256都能從容應(yīng)對(duì)、信手拈來(lái)。
8bit的灰度分辨力,讓C-Fans-256不管是在沒(méi)有路燈的深夜,還是霧霾漫天的黃昏,都能全天候地實(shí)現(xiàn)車道線清晰識(shí)別。
C-Fans-256還做到了比家用吊頂燈更小的功耗,并具備通過(guò)ISO16750總計(jì)9類共31項(xiàng)測(cè)試的高車規(guī)符合性,在嚴(yán)寒酷暑、高溫潮濕、崎嶇顛簸等惡劣環(huán)境中都能穩(wěn)定正常工作。此外,與C-Fans-256同系列的C-Fans-32還是目前唯一一款通過(guò)“本安”認(rèn)證的LiDAR產(chǎn)品,不要說(shuō)常規(guī)道路行車,就是在煤礦等易燃易爆的高危環(huán)境下,也能安全運(yùn)行。
由于性能參數(shù)的進(jìn)化,市場(chǎng)需求量得到增長(zhǎng),有效分?jǐn)偭思す饫走_(dá)中精密光學(xué)器件的研發(fā)成本,市面上LiDAR產(chǎn)品的大批量報(bào)價(jià)一降再降。成功獨(dú)立研發(fā)5類24款芯片,做到了核心器件完全自主可控的北科天繪,自然也對(duì)C-Fans-256這款性能優(yōu)異的車規(guī)級(jí)LiDAR產(chǎn)品的批量采購(gòu)單價(jià)給出了驚喜優(yōu)惠,讓激光雷達(dá)不再是昂貴的“少數(shù)人玩具”。
2007年至2017年間,中國(guó)乘用車市場(chǎng)以每年16%的速度增長(zhǎng),占全球乘用車市場(chǎng)的份額也由2007年的9%增至2017年的30%。中國(guó)現(xiàn)已成為全球最大的車輛及出行服務(wù)市場(chǎng),未來(lái)也很可能成為全球最大的自動(dòng)駕駛市場(chǎng),無(wú)論是車企還是出行服務(wù)玩家,想要在無(wú)人駕駛普及后天寬地廣的未來(lái)中吃到更多蛋糕,北科天繪C-Fans-256這樣的激光雷達(dá)產(chǎn)品是不可或缺的。
只有這樣性能突出、符合車規(guī)并且成本不再高昂的產(chǎn)品,才是實(shí)現(xiàn)真正無(wú)人駕駛的關(guān)鍵。而且無(wú)人駕駛普及的意義也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于造就一個(gè)或更多萬(wàn)億級(jí)賽道,更在于它能將我們每一個(gè)人從“駕駛員”的位置上解放出來(lái),讓車不再只是車,而是一個(gè)名副其實(shí)的生活空間。
近年來(lái),無(wú)人駕駛一直是智能汽車的重點(diǎn)研發(fā)對(duì)象,各大汽車品牌都在該領(lǐng)域投入了大量精力,相關(guān)供應(yīng)鏈企業(yè)更是迎難而上。最近,無(wú)人駕駛項(xiàng)目又迎來(lái)了各大科技領(lǐng)域大佬的助攻。值得一提的是百度Apollo就與禾賽科技簽訂了合作協(xié)議研發(fā)混合固態(tài)激光雷達(dá),助力第五代完全無(wú)人駕駛共享無(wú)人車。
據(jù)了解,這顆激光雷達(dá)將會(huì)完成測(cè)近精度的提升,實(shí)際有效感知距離的優(yōu)化,并且將同步支持OTA以滿足批量化智能管理及遠(yuǎn)程升級(jí)迭代需求,達(dá)成性能升級(jí)和成本縮減的雙重目標(biāo)。同時(shí),其主要用于無(wú)人駕駛商業(yè)化運(yùn)營(yíng),支持多城市使用場(chǎng)景,大規(guī)模的常態(tài)化運(yùn)營(yíng),這無(wú)疑會(huì)大大促進(jìn)無(wú)人駕駛的普及。
除了性能方面的提升和成本的縮減,這顆激光雷達(dá)最大的亮點(diǎn)還在于安全性的保障。據(jù)稱,這款定制激光雷達(dá)的安全體系十分完備,可提供近百種故障診斷類型及雷達(dá)表面臟污檢測(cè)功能,實(shí)時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)污水、泥塊、嚴(yán)重灰塵、劃痕等,針對(duì)“物理傷害”,防護(hù)性拉滿,保證雷達(dá)正常工作。不僅如此,其還首創(chuàng)激光雷達(dá)主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)防護(hù)機(jī)制,有效避免云數(shù)據(jù)遭到篡改及雷達(dá)內(nèi)部存儲(chǔ)、通信、邏輯單元被仿冒,保障運(yùn)營(yíng)車輛行駛安全。
伴隨技術(shù)進(jìn)步,相信這樣的“黑科技”還會(huì)越來(lái)越多。