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三分鐘了解激光雷達

星之球科技 來源:蓋世汽車網(wǎng)2018-12-13 我要評論(0 )   

隨著通用汽車重心逐漸轉(zhuǎn)移至Cruise Automation,Waymo自動駕駛開始商業(yè)化和BAT在智能駕駛領域進行深度布局,不難看出自動駕駛技

隨著通用汽車重心逐漸轉(zhuǎn)移至Cruise Automation,Waymo自動駕駛開始商業(yè)化和BAT在智能駕駛領域進行深度布局,不難看出自動駕駛技術成了大廠爭相踏入的一塊熱土,而說到自動駕駛則離不開感知、決策和控制三大核心邏輯。

這三大核心邏輯也很好理解,把車看做一個人,那感知就像人的眼睛,搜集感受周圍的情況發(fā)送給大腦,大腦接收到眼睛感知的信息后,做出規(guī)劃決策,再控制手腳來執(zhí)行大腦的指令。這三環(huán)環(huán)環(huán)相扣,缺一不可。

我們今天先來看看第一環(huán)——感知。自動駕駛汽車的感知元件主要有攝像頭、超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達四種,我們這次重點來看綜合性能最好的激光雷達。

激光雷達按照機械結構可以分為兩種,一種是機械激光雷達,一種是固態(tài)激光雷達。

機械激光雷達外表上最大的特點就是有機械旋轉(zhuǎn)機構,也就是自己會轉(zhuǎn),因此個頭較大。

固態(tài)激光雷達其實還可以細分為OPA、MEMS、Flash三種線路,原理相對抽象就不展開了,我們來籠統(tǒng)地看一下,固態(tài)激光雷達結構上最大的特點就是沒有了旋轉(zhuǎn)部件,個頭相對較小。

激光雷達幾個重要的參數(shù)分別為測量距離、角視場、測量精度、測量速率。

測量距離很好理解,最大測量距離決定了“眼睛”能看多遠,當我們在高速行駛時這個參數(shù)尤為重要,能看多遠決定了我們們能開太快,需要留足夠的反應時間,自動駕駛也是一樣。

角視場一般有垂直角視場和水平角視場,角視場決定了“眼睛”的視野有多大。

測量精度意味著“眼睛”能看得多清楚,這個精度“夠用”就行,就像我們在開車時只需要看清周圍會對我們造成影響的物體就夠了,并不需要將地上的沙子、石子也看清。

這里有一個關鍵值就是角分辨率,角分辨率越小相對精度越高,舉個例子,一個角分辨率為0.4度的64線激光雷達,掃描50米外1.7米的物體可以產(chǎn)生5條線的數(shù)據(jù),一個角分辨率為0.33度的40線激光雷達,同樣的物體可以獲得6條線的數(shù)據(jù)。

測量速率決定了“眼睛”傳播給“大腦”信息的刷新速度,激光雷達感知到了有一輛車,前后兩次數(shù)據(jù)的對比可以得出這輛車是否在運動,運動方向,運動速度,這個速度時刻影響著大腦的判斷。

機械式激光雷達將激光線束豎向排列形成一個面,通過械旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動這個面,掃描周圍環(huán)境即可呈現(xiàn)出三維立體圖形。我們常說的16線、32線、64線就是豎向排列線束的數(shù)量,數(shù)量越多,密度則越大,精度相對就越高,但計算機需要處理的信息量也隨著增大。

因為機械式激光雷達是旋轉(zhuǎn)的,所以水平視角有360度,能將周圍一圈都看清楚,旋轉(zhuǎn)速度也影響著掃描頻率。

機械激光雷達個頭較大,又有機械旋轉(zhuǎn)部件,所以并不能與我們常見汽車的造型完美融合,只能突兀地放在車頂,看起來并沒有未來的感覺。

固態(tài)激光雷達因為沒有旋轉(zhuǎn)機構,所以水平視角非常有限,需要在不同方向布置多個固態(tài)激光雷達,優(yōu)點是響應速度快,精度較高,而且個頭相對較小,便于藏在車身內(nèi)。

三分鐘了解激光雷達
速騰聚創(chuàng)固態(tài)激光雷達

那么那里才能看到呢?

國內(nèi)外做激光雷達比較有名的廠家主要有Velodyne、Quanergy、LeddarTech、速騰聚創(chuàng)、北科天繪、禾賽科技等等。

其中起步最早、做的最大的就是Velodyne,主攻機械激光雷達,其64線、32 線、16線激光雷達售價分別為8萬美元、4萬美元、8千美元,這還只是沒有加稅和運費的價格,是不是很夸張,即使這樣依舊包攬了全球車企70%以上的訂單,新出的128線的價格就留給大家發(fā)揮想象吧。還有一個困擾著Velodyne的問題就是產(chǎn)能,由于激光雷達制造精度要求高,Velodyne 64線產(chǎn)品發(fā)貨周期接近四個月,實屬有錢都難買。

百度的Apollo使用的就是Velodyne的激光雷達。

今年11月百度世界大會上公布了和一汽合作的無人駕駛乘用車,并宣布要在2019年實現(xiàn)小批量產(chǎn),雖然在外觀上已經(jīng)與車體融合,但距離被消費者認可還有一定距離。

Quanergy主攻固態(tài)激光雷達,在2016年發(fā)布了號稱全球首款的固態(tài)激光雷達,單個傳感器成本為200美元。

國內(nèi)的速騰聚創(chuàng)屬于后來者,但有著很強的成本控制能力,同時還提供完整的激光雷達感知方案。

激光雷達相比毫米波雷達和攝像頭在探測精度、探測距離、穩(wěn)定性和環(huán)境適應性有明顯優(yōu)勢,但價格非常感人,至于無人駕駛是走激光雷達路線還是循序漸進走計算機視覺+超聲波雷達路線,我想更多取決于未來激光雷達的價格。

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