一邊是特斯拉放棄毫米波雷達(dá)，選擇純視覺感知路線，另一邊是中國廠商卻加緊激光雷達(dá)的布局，走多傳感器融合路線。

“任何依靠激光雷達(dá)（開發(fā)自動(dòng)駕駛）的企業(yè)注定完蛋。這些昂貴的傳感器毫無必要，就像是長了個(gè)昂貴的闌尾?！痹缭?019年的Autonomy Day大會(huì)上，特斯拉CEO馬斯克就公開質(zhì)疑過激光雷達(dá)的實(shí)用性。

但一批國內(nèi)廠商卻持有不同的聲音，目前，無論蔚來、小鵬、理想、威馬、智己等新勢(shì)力，還是長城、一汽等傳統(tǒng)主機(jī)廠，紛紛在新車型上搭載激光雷達(dá)，形成攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等多傳感器融合的系統(tǒng)，和特斯拉走上一條完全不同的道路。

“汽車真的需要激光雷達(dá)嗎？如果我們只靠人眼開車，每10萬人中就有18人死于交通事故，當(dāng)時(shí)速到達(dá)70公里以上時(shí)，死亡率攀升到98%，這是不能被接受的，因此我們要想辦法超越人的極限，激光雷達(dá)，本質(zhì)是對(duì)人眼的視覺運(yùn)力提升和控制力提升?！奔す饫走_(dá)生產(chǎn)廠商北醒科技CEO李遠(yuǎn)在第20屆中國汽車供應(yīng)鏈大會(huì)上如是說。

自動(dòng)駕駛的感知系統(tǒng)路線之爭，逐漸由純粹的學(xué)術(shù)理論問題演變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的供應(yīng)鏈格局問題。

特斯拉：從毫米波雷達(dá)到純視覺感知

特斯拉并非從一開始就走純視覺路線，其在售車型也曾標(biāo)配毫米波雷達(dá)。

但去年5月，特斯拉在發(fā)布FSD（full self-driving完全自動(dòng)駕駛） Beta v9版本時(shí)，取消了在美國和加拿大市場(chǎng)銷售的Model 3和Model Y兩款車型上所搭載的毫米波雷達(dá)，配上8顆120萬像素?cái)z像頭組成的“Tesla Visiom”視覺系統(tǒng)。今年2月，特斯拉又取消Model S和Model X兩款車型的上的毫米波雷達(dá)，意味著特斯拉在售的全系產(chǎn)品已全部放棄毫米波雷達(dá)，僅依靠攝像頭實(shí)現(xiàn)感知。

在無人駕駛發(fā)展初期，由于攝像頭只能提供二維數(shù)據(jù)，無法識(shí)別物體距離信息，需要其他感知系統(tǒng)進(jìn)行輔助。

毫米波本質(zhì)上是電磁波，其主流頻段集中在24GHz（用于15-30米中短距離感知）和77GHz（用于100-200米長距離感知）。相比于激光雷達(dá)，毫米波雷達(dá)存在精度低、可見范圍短的缺陷，其對(duì)金屬高反射物體易形成誤判，造成車輛急剎。由于毫米波雷達(dá)較低的分辨率，決定了它無法成為車輛主傳感器提供數(shù)據(jù)。

而主傳感器攝像頭使用場(chǎng)景也有限制，和人眼類似，攝像頭受天氣、強(qiáng)弱光影響較大。但在智能化程度上遠(yuǎn)不及人眼。據(jù)峰瑞資本合伙人楊永成介紹，車載自動(dòng)駕駛攝像頭基本都是固定焦距、固定FOV、固定光圈、固定位置安裝的，完全不具備人眼的自動(dòng)化和靈活性。

楊永成表示，車頭前方就配有遠(yuǎn)、中、近距離的視覺成像模式，除了成本方面考量，要實(shí)現(xiàn)人眼通用化設(shè)計(jì)，必然使用大量電機(jī)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)、控制部件。而汽車使用場(chǎng)景復(fù)雜，包括高低溫、震動(dòng)、運(yùn)動(dòng)等，要求攝像頭無故障運(yùn)行時(shí)間長。

特斯拉撞上白色貨車

由于視覺感知存在漏洞，特斯拉曾發(fā)生過兩起安全事故。在輔助駕駛模式下，特斯拉均未能準(zhǔn)確識(shí)別前方側(cè)翻白色貨車，導(dǎo)致車輛并未減速造車人員傷亡。調(diào)查結(jié)果顯示，車輛將白色的貨車識(shí)別為天空和云，因此未做出避讓或減速反應(yīng)。

隨著FSD系統(tǒng)的迭代，特斯拉對(duì)毫米波雷達(dá)的依賴程度降低。為了進(jìn)一步削減成本，特斯拉放棄毫米波雷達(dá)，選擇使用“Tesla Vision”視覺系統(tǒng)，通過不同位置布局的攝像頭實(shí)現(xiàn)三維圖像感知。

特斯拉的底氣來自大量的機(jī)器學(xué)習(xí)。其實(shí)，道路上行駛的每一輛特斯拉都可以看作是其測(cè)試車輛，車輛配有的攝像頭不斷抓取道路信息，再回傳至中心服務(wù)器。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)原始圖像進(jìn)行處理，將目標(biāo)物體的邊界“摳”出來，最后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)和糾正，完成機(jī)器的圖像的識(shí)別。

這個(gè)過程就像教小朋友識(shí)圖，告訴機(jī)器該物體是人、車還是路牌等信息（專業(yè)術(shù)語為監(jiān)督學(xué)習(xí)，Supervised Learning）。

同時(shí)，特斯拉還推出“影子模式”，讓車輛的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)出于開啟狀態(tài)，傳感器探測(cè)車輛行駛道路周圍的數(shù)據(jù)。駕駛操作仍由人來完成，機(jī)器不參與駕駛。但在人的駕駛過程中，機(jī)器會(huì)學(xué)習(xí)人的駕駛操作，從而達(dá)到對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的優(yōu)化。

經(jīng)過大量的機(jī)器學(xué)習(xí)，特斯拉對(duì)毫米波雷達(dá)的依賴度降低，最終取消毫米波波雷達(dá)。但在實(shí)際駕駛過程中，仍伴隨安全隱患。在去年年底發(fā)布的特斯拉FSD Beta 10.9測(cè)試版本中，有車主遭遇“幽靈剎車”，道路正常情況下，車輛異常減速甚至剎車。特斯拉進(jìn)行緊急修復(fù)，根據(jù)更新日志顯示，“通過改進(jìn)對(duì)能見度盡頭的物體的速度估計(jì)，減少了交叉物體的錯(cuò)誤減速”，“通過更好地建模合并點(diǎn)和位于可見性邊緣的重影對(duì)象，改進(jìn)合并控制的平滑度”。

依靠單一傳感器，感知系統(tǒng)的判斷邏輯更難，但憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)以及大量數(shù)據(jù)抓取，特斯拉的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不斷優(yōu)化，其視覺感知技術(shù)也的確走在智能汽車前列。

國內(nèi)主機(jī)廠為何走“多傳感器融合”路線

和特斯拉技術(shù)路線所不同的是，國產(chǎn)主機(jī)廠多傾向選擇攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)多傳感器融合的感知路線，在車頂部或者前臉位置裝上激光雷達(dá)。

以國內(nèi)激光雷達(dá)廠商速騰聚創(chuàng)為例，合作的主機(jī)廠既有小鵬、威馬、智己等造車新勢(shì)力，也有比亞迪、路特斯、極氪、廣汽埃安、一汽紅旗等傳統(tǒng)主機(jī)廠，共計(jì)有50款合作車型。

包括國內(nèi)無人駕駛巨頭百度也發(fā)展激光雷達(dá)路線，旗下汽車品牌集度汽車日前發(fā)布的概念車型也悄然配上激光雷達(dá)。而早期，百度是視覺感知路線的擁護(hù)者，依靠高精地圖+攝像頭+算法搭建感知系統(tǒng)，并進(jìn)行大量路測(cè)。

主機(jī)廠紛紛增配激光雷達(dá)，目的是彌補(bǔ)“攝像頭+毫米波雷達(dá)”在感知領(lǐng)域的局限性。理想汽車CEO李想曾表示，“攝像頭+毫米波雷達(dá)的組合像青蛙的眼睛，對(duì)于動(dòng)態(tài)物體判斷還好，對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)的靜態(tài)物體幾乎無能?！?

激光雷達(dá)的使用，能規(guī)避部分邊際案例（例如上述側(cè)翻白色卡車），減小對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的依賴。

相比于攝像頭，激光雷達(dá)是主動(dòng)光源，不受強(qiáng)光、弱光影響。自動(dòng)駕駛廣泛使用的激光雷達(dá)產(chǎn)品屬于車載三維激光雷達(dá)，其工作原理是利用激光束探測(cè)目標(biāo)，直接測(cè)量物體的距離方位、深度信息、反射率等，獲得數(shù)據(jù)并生成精確的數(shù)字高程模型。

速騰聚創(chuàng)激光雷達(dá)感知方案P5環(huán)境感知點(diǎn)云實(shí)測(cè)效果圖

同時(shí)，攝像頭在進(jìn)行圖像處理時(shí)，會(huì)保留物體豐富的紋理色彩，進(jìn)行精細(xì)化識(shí)別。而激光雷達(dá)則是進(jìn)行點(diǎn)云處理，在計(jì)算量上小于攝像頭。過多占用芯片算力又會(huì)引發(fā)對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)魯棒性的思考。所謂魯棒性，指計(jì)算機(jī)軟件在輸入錯(cuò)誤、磁盤故障、網(wǎng)絡(luò)過載或有意攻擊情況下，能否不死機(jī)、不崩潰，能否保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。

速騰聚創(chuàng)相關(guān)人士介紹稱，除了對(duì)周邊物體距離測(cè)量，激光雷達(dá)還具備精準(zhǔn)定位的能力，對(duì)GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充。比如遇到高樓林立或者過隧道等信號(hào)穩(wěn)定性較差的場(chǎng)景，難以滿足車輛自動(dòng)駕駛安全性需求。激光雷達(dá)配合AI感知系統(tǒng)，對(duì)周圍障礙物進(jìn)行識(shí)別，對(duì)路邊沿進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)行高精度定位。

但在激光雷達(dá)發(fā)展早期，激光雷達(dá)價(jià)格高、體積大、還易產(chǎn)生機(jī)械故障，商業(yè)化進(jìn)程并不順利。以美國Velodyne公司產(chǎn)品為例，64線機(jī)械激光雷達(dá)售價(jià)約8萬美元，32線機(jī)械激光雷達(dá)售價(jià)約2萬美元。

隨著速騰聚創(chuàng)、禾賽科技、北醒科技等國內(nèi)激光雷達(dá)廠商的涌入，機(jī)械式激光雷達(dá)轉(zhuǎn)向固態(tài)、半固態(tài)，體積也相應(yīng)縮小，符合車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，最重要的一點(diǎn)是價(jià)格大幅下降，具備商業(yè)化價(jià)值。

速騰聚創(chuàng)方面向觀察者網(wǎng)透露，目前大規(guī)模車規(guī)量產(chǎn)項(xiàng)目基本在500-1000美元之間，根據(jù)不同客戶的定制需求和量的需求來具體協(xié)商價(jià)格。

據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，我國車載激光雷達(dá)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模在2026年有望超過430億元，發(fā)展空間大。

激光雷達(dá)專利數(shù)對(duì)比

在李遠(yuǎn)看來，激光雷達(dá)市場(chǎng)更像是被催熟的。在視覺專利技術(shù)方面，日本+美國的專利數(shù)占全球?qū)＠麛?shù)的近8成，中國只有7.59%。而在激光雷達(dá)專利數(shù)上，中國專利數(shù)占比達(dá)到15.91%，約為美國專利數(shù)的一半。視覺感知領(lǐng)域中國已經(jīng)落后了，催熟下一代傳感器，實(shí)現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)先。“特斯拉在視覺感知已經(jīng)做得不錯(cuò)，與其跟隨，不如做下一代傳感器有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。”