“激光雷達就像是無用的闌尾。”對于被其他公司視為自動駕駛汽車“眼睛”的激光雷達，特斯拉首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克卻一直嗤之以鼻。這次，馬斯克更進一步，計劃棄用所有雷達傳感器。近日，馬斯克宣布，從今年6月開始，特斯拉北美市場的Model 3和Model Y車輛的輔助駕駛AutoPilot系統(tǒng)中，將放棄使用雷達傳感器，轉(zhuǎn)而聚焦攝像頭視覺為中心的AutoPilot解決方案，特斯拉計劃近日發(fā)布基于純視覺系統(tǒng)的全自動駕駛FSD beta V9.0改進版本。
與特斯拉截然不同的是，很多自動駕駛公司以及汽車廠商采用的是“雷達＋視覺”綜合解決方案：或采用毫米波雷達，或采用激光雷達，或采用多種雷達組合為主的感知系統(tǒng)，再加上攝像頭等元器件來實現(xiàn)自動駕駛功能。特斯拉棄用雷達一事在國際車壇引發(fā)軒然大波，并引發(fā)業(yè)內(nèi)對于自動駕駛技術(shù)路徑的激烈討論。
純視覺能實現(xiàn)自動駕駛嗎？
純視覺技術(shù)方案的優(yōu)勢在于，攝像頭獲取的視頻數(shù)據(jù)與人眼感知的真實世界最為相似，也最接近人類駕駛的形態(tài)。而且，在當前激光雷達價格居高不下的情況下，僅使用攝像頭更容易控制成本。此次，特斯拉全自動駕駛系統(tǒng)FSD beta V9.0版已準備就緒，其中只有攝像頭，而不再配備雷達。配裝這一版本的特斯拉車輛只依靠攝像頭視覺和智能處理技術(shù)來提供自動駕駛主動安全功能。
事實上，特斯拉方面去年曾透露正在研究一種“偽激光雷達”的新技術(shù)。該技術(shù)可以通過對攝像頭圖像的像素景深測算，在沒有激光雷達硬件的條件下，實現(xiàn)近似于激光雷達的距離探測精度，減少純視覺技術(shù)架構(gòu)與激光雷達之間的性能差異。近來有消息稱，特斯拉帶有激光雷達的測試車正在美國加州進行路測，業(yè)內(nèi)人士推測，這并不代表特斯拉將采用激光雷達，而可能是通過激光雷達來訓練、驗證視覺算法，以實現(xiàn)其以視覺方案替代激光雷達方案的目標。
“特斯拉之所以不采用激光雷達，一方面是激光雷達目前相對成本較高，而特斯拉要千方百計控制整車成本；另一方面是特斯拉擁有自研的算力芯片和平臺，可以用算法在一定程度上彌補視覺感知的短板。”浙江智能交通研究中心研究員程軼男向《中國汽車報》記者介紹。
在美國，多家機構(gòu)對特斯拉放棄雷達感知的自動駕駛方案表示擔憂，已經(jīng)有一些機構(gòu)和媒體下調(diào)了對特斯拉相應車型的評級。其中，美國公路安全保險協(xié)會（IIHS）取消了2021款特斯拉Model 3“首選安全車型＋”稱號；美國《消費者報告》宣布，不再將2021款特斯拉Model 3列為“首選車型”。
“在自動駕駛的視覺感知模塊中，從L2級自動駕駛開始，就需要感知算法的加入，這就涉及到不同的傳感器來提供不同的信息。”自動駕駛技術(shù)專家嚴鴻生告訴《中國汽車報》記者，目前特斯拉自動駕駛功能仍處于L2級，在這一階段理論上是可以通過純視覺感知來實現(xiàn)的，因為汽車的駕駛責任主要還是由人類駕駛員承擔。但如果升級到L4級高級別自動駕駛，純視覺感知將力不從心，必須使用包括攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等多傳感器組合的方式來保證行駛安全。
激光雷達能否舍棄？
實際上，在“雷達＋視覺”方案中，大部分企業(yè)都采用了激光雷達傳感器，例如Waymo、通用汽車、奧迪等，蔚來、小鵬等造車新勢力企業(yè)均在看家車型上配備了激光雷達。
“之前特斯拉沒有采用激光雷達，的確是因為激光雷達的價格較高，所以才想通過自己的算法加視覺感知的方式來替代。”程軼男介紹道，僅在5年前，自動駕駛可選用的64線激光雷達單價約在8萬美元（約合人民幣51萬元）到10萬美元（約合人民幣64萬元），這個價格甚至超過了一輛特斯拉新車的價格，特斯拉自然不會選用。如今，96線激光雷達的單價已經(jīng)降到2萬余元人民幣。而車載攝像頭的價格在30美元（約合人民幣190元）左右，相對成本更為低廉，即使一輛車上用十幾個攝像頭也才約2000多元人民幣。
“但是，純視覺方案的技術(shù)難度要遠高于使用激光雷達，面對復雜多變的自動駕駛行駛環(huán)境，需要強大的算力平臺和更強的算法才可以，這也需要數(shù)據(jù)的積累，特斯拉在美國用激光雷達路測應該就是收集數(shù)據(jù)，提升視覺方案辨識的靈敏度。”西安工業(yè)大學微電子技術(shù)實驗室工程師魏冬在接受《中國汽車報》記者采訪時說，在目前階段，特斯拉的自動駕駛系統(tǒng)不用激光雷達感知也沒有多大問題。
在一些車企看來，激光雷達是必不可少的，只用純視覺方案可能出現(xiàn)失誤的概率較高。包括蔚來汽車、小鵬汽車、華為等企業(yè)都曾公開表示支持激光雷達以及組合感知技術(shù)的應用。“激光雷達是比視覺算法更好的技術(shù)，攝像頭再高清，也不是特別擅長識別距離、高度、寬度；而激光雷達，尤其是128線高清激光雷達的成本已經(jīng)大幅降低，再加上4D毫米波雷達和攝像頭的組合，能為自動駕駛帶來更清晰的辨別能力，以及更安全的自動駕駛保證。”華南理工智能感知與控制工程研究中心研究員張睿林向《中國汽車報》記者介紹道，目前我國國內(nèi)主流車企基本都采用激光雷達或由激光雷達為主的組合感知系統(tǒng)，安全性更高。
“毫米波雷達和激光雷達可以提供更多數(shù)據(jù)，尤其是在能見度較低的情況下，包括在夜間或惡劣天氣中，組合式感知系統(tǒng)有明顯優(yōu)勢。”嚴鴻生說，不同車企采取的不同感知技術(shù)路線，一般主要是取決于應用環(huán)境，就是應該按照場景來定義自動駕駛感知系統(tǒng)，如在高速公路上的自動駕駛是一種場景，而在城市道路中的自動駕駛是另一種場景，不能一概而論。
“雷達＋視覺”不是更“香”嗎？
總的來說，相比純視覺方案，“雷達＋視覺”方案的優(yōu)勢是監(jiān)測的距離更長、精度更高、響應更快，且不受環(huán)境光影響。其對三維信息的處理，例如物體大小、移動速度的計算都有著非常優(yōu)異的表現(xiàn)。與特斯拉為代表的純視覺感知方案相比，更多汽車廠商顯然更青睞“雷達＋視覺”解決方案，各種雷達新技術(shù)層出不窮。
近日，上汽集團宣布將在R汽車首款旗艦車型ES33上使用4D成像毫米波雷達。與此同時，華為、傲酷雷達等近期也發(fā)布了4D成像毫米波雷達產(chǎn)品。在國際供應商層面，大陸集團的首款4D毫米波雷達ARS540將于明年量產(chǎn)，其基于賽靈思多核高性能計算平臺研發(fā)，最大探測距離為300米。采埃孚的長距離PREMIUM 4D成像毫米波雷達也已斬獲上汽集團訂單，將于2022年正式向上汽集團供貨。
“與以往的普通毫米波雷達相比，4D毫米波雷達是在探測距離、方位以及速度三個維度信息的基礎上，增加了高度信息，可以有效地解析空中的天橋、路牌，和地面的減速帶、金屬井蓋等目標的輪廓、類別，可以識別更細小的物體、靜止物體或者橫向移動的物體等。”魏冬表示，目前4D毫米波雷達的探測距離最遠可達500米，超過普通毫米波雷達，可以在特定場景中取代激光雷達作為自動駕駛系統(tǒng)的主傳感器。
與此同時，激光雷達依然熱度不減。在今年上海車展上亮相的蔚來首款轎車ET7上，已經(jīng)安裝了激光雷達，可以實現(xiàn)數(shù)百米的遠距離高清探測。長城WEY摩卡SUV等新車型，采用了體積更小、掃描速度更快的新型固態(tài)激光雷達。此外，多種雷達組合為主的車型也有不少，如小鵬P5的自動駕駛系統(tǒng)，使用了由2個144線激光雷達、5個毫米波雷達、12個超聲波雷達、13個高清攝像頭和1組高精度定位單元組成的超強感知傳感器，探測距離150米。而極狐阿爾法S華為HI版上搭載了華為自動駕駛方案ADS，包括3個96線車規(guī)級激光雷達、6個毫米波雷達、13個超聲波雷達、12個攝像頭。
“無論是4D成像毫米波雷達還是激光雷達、固態(tài)激光雷達以及多種雷達組合的感知系統(tǒng)，目的都是為了使感知性能更強，使自動駕駛車輛更安全。”張睿林表示，雖然不同自動駕駛技術(shù)方案的感知方式都是硬件與軟件結(jié)合，都需要較強的算力平臺來處理感知信號，但采用視覺感知系統(tǒng)需要進一步提升算力平臺性能。選擇自動駕駛感知系統(tǒng)要綜合考量多種因素，“不能只看價格來定，保證自動駕駛安全才是選擇感知系統(tǒng)的第一要義。”張睿林說。
（作者：趙建國 ）
