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特斯拉自動駕駛技術第二陣營

汽車 更新时间:2024-07-22 16:10:25

特斯拉自動駕駛技術第二陣營?一邊是特斯拉放棄毫米波雷達,選擇純視覺感知路線,另一邊是中國廠商卻加緊激光雷達的布局,走多傳感器融合路線 ,我來為大家科普一下關于特斯拉自動駕駛技術第二陣營?下面希望有你要的答案,我們一起來看看吧!

特斯拉自動駕駛技術第二陣營(特斯拉自動駕駛走純視覺路線)1

特斯拉自動駕駛技術第二陣營

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

“任何依靠激光雷達(開發自動駕駛)的企業注定完蛋。這些昂貴的傳感器毫無必要,就像是長了個昂貴的闌尾。”早在2019年的Autonomy Day大會上,特斯拉CEO馬斯克就公開質疑過激光雷達的實用性。

但一批國内廠商卻持有不同的聲音,目前,無論蔚來、小鵬、理想、威馬、智己等新勢力,還是長城、一汽等傳統主機廠,紛紛在新車型上搭載激光雷達,形成攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等多傳感器融合的系統,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嗎?如果我們隻靠人眼開車,每10萬人中就有18人死于交通事故,當時速到達70公裡以上時,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,本質是對人眼的視覺運力提升和控制力提升。”激光雷達生産廠商北醒科技CEO李遠在第20屆中國汽車供應鍊大會上如是說。

自動駕駛的感知系統路線之争,逐漸由純粹的學術理論問題演變為現實的供應鍊格局問題。

特斯拉:從毫米波雷達到純視覺感知

特斯拉并非從一開始就走純視覺路線,其在售車型也曾标配毫米波雷達。

但去年5月,特斯拉在發布FSD(full self-driving完全自動駕駛) Beta v9版本時,取消了在美國和加拿大市場銷售的Model 3和Model Y兩款車型上所搭載的毫米波雷達,配上8顆120萬像素攝像頭組成的“Tesla Visiom”視覺系統。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,意味着特斯拉在售的全系産品已全部放棄毫米波雷達,僅依靠攝像頭實現感知。

在無人駕駛發展初期,由于攝像頭隻能提供二維數據,無法識别物體距離信息,需要其他感知系統進行輔助。

毫米波本質上是電磁波,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,毫米波雷達存在精度低、可見範圍短的缺陷,其對金屬高反射物體易形成誤判,造成車輛急刹。由于毫米波雷達較低的分辨率,決定了它無法成為車輛主傳感器提供數據。

而主傳感器攝像頭使用場景也有限制,和人眼類似,攝像頭受天氣、強弱光影響較大。但在智能化程度上遠不及人眼。據峰瑞資本合夥人楊永成介紹,車載自動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化和靈活性。

楊永成表示,車頭前方就配有遠、中、近距離的視覺成像模式,除了成本方面考量,要實現人眼通用化設計,必然使用大量電機、機械運動、控制部件。而汽車使用場景複雜,包括高低溫、震動、運動等,要求攝像頭無故障運行時間長。

特斯拉撞上白色貨車

由于視覺感知存在漏洞,特斯拉曾發生過兩起安全事故。在輔助駕駛模式下,特斯拉均未能準确識别前方側翻白色貨車,導緻車輛并未減速造車人員傷亡。調查結果顯示,車輛将白色的貨車識别為天空和雲,因此未做出避讓或減速反應。

随着FSD系統的疊代,特斯拉對毫米波雷達的依賴程度降低。為了進一步削減成本,特斯拉放棄毫米波雷達,選擇使用“Tesla Vision”視覺系統,通過不同位置布局的攝像頭實現三維圖像感知。

特斯拉的底氣來自大量的機器學習。其實,道路上行駛的每一輛特斯拉都可以看作是其測試車輛,車輛配有的攝像頭不斷抓取道路信息,再回傳至中心服務器。通過神經網絡對原始圖像進行處理,将目标物體的邊界“摳”出來,最後對數據進行比對和糾正,完成機器的圖像的識别。

這個過程就像教小朋友識圖,告訴機器該物體是人、車還是路牌等信息(專業術語為監督學習,Supervised Learning)。

同時,特斯拉還推出“影子模式”,讓車輛的自動駕駛系統出于開啟狀态,傳感器探測車輛行駛道路周圍的數據。駕駛操作仍由人來完成,機器不參與駕駛。但在人的駕駛過程中,機器會學習人的駕駛操作,從而達到對自動駕駛系統的優化。

經過大量的機器學習,特斯拉對毫米波雷達的依賴度降低,最終取消毫米波波雷達。但在實際駕駛過程中,仍伴随安全隐患。在去年年底發布的特斯拉FSD Beta 10.9測試版本中,有車主遭遇“幽靈刹車”,道路正常情況下,車輛異常減速甚至刹車。特斯拉進行緊急修複,根據更新日志顯示,“通過改進對能見度盡頭的物體的速度估計,減少了交叉物體的錯誤減速”,“通過更好地建模合并點和位于可見性邊緣的重影對象,改進合并控制的平滑度”。

依靠單一傳感器,感知系統的判斷邏輯更難,但憑借先發優勢以及大量數據抓取,特斯拉的神經網絡不斷優化,其視覺感知技術也的确走在智能汽車前列。

國内主機廠為何走“多傳感器融合”路線

和特斯拉技術路線所不同的是,國産主機廠多傾向選擇攝像頭、毫米波雷達和激光雷達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。

以國内激光雷達廠商速騰聚創為例,合作的主機廠既有小鵬、威馬、智己等造車新勢力,也有比亞迪、路特斯、極氪、廣汽埃安、一汽紅旗等傳統主機廠,共計有50款合作車型。

包括國内無人駕駛巨頭百度也發展激光雷達路線,旗下汽車品牌集度汽車日前發布的概念車型也悄然配上激光雷達。而早期,百度是視覺感知路線的擁護者,依靠高精地圖 攝像頭 算法搭建感知系統,并進行大量路測。

主機廠紛紛增配激光雷達,目的是彌補“攝像頭 毫米波雷達”在感知領域的局限性。理想汽車CEO李想曾表示,“攝像頭 毫米波雷達的組合像青蛙的眼睛,對于動态物體判斷還好,對于非标準的靜态物體幾乎無能。”

激光雷達的使用,能規避部分邊際案例(例如上述側翻白色卡車),減小對機器學習的依賴。

相比于攝像頭,激光雷達是主動光源,不受強光、弱光影響。自動駕駛廣泛使用的激光雷達産品屬于車載三維激光雷達,其工作原理是利用激光束探測目标,直接測量物體的距離方位、深度信息、反射率等,獲得數據并生成精确的數字高程模型。

速騰聚創激光雷達在小鵬P5上感知效果

同時,攝像頭在進行圖像處理時,會保留物體豐富的紋理色彩,進行精細化識别。而激光雷達則是進行點雲處理,在計算量上小于攝像頭。過多占用芯片算力又會引發對自動駕駛系統魯棒性的思考。所謂魯棒性,指計算機軟件在輸入錯誤、磁盤故障、網絡過載或有意攻擊情況下,能否不死機、不崩潰,能否保持系統的穩定。

速騰聚創相關人士介紹稱,除了對周邊物體距離測量,激光雷達還具備精準定位的能力,對GPS定位系統進行補充。比如遇到高樓林立或者過隧道等信号穩定性較差的場景,難以滿足車輛自動駕駛安全性需求。激光雷達配合AI感知系統,對周圍障礙物進行識别,對路邊沿進行檢測,進行高精度定位。

但在激光雷達發展早期,激光雷達價格高、體積大、還易産生機械故障,商業化進程并不順利。以美國Velodyne公司産品為例,64線機械激光雷達售價約8萬美元,32線機械激光雷達售價約2萬美元。

随着速騰聚創、禾賽科技、北醒科技等國内激光雷達廠商的湧入,機械式激光雷達轉向固态、半固态,體積也相應縮小,符合車規級标準,最重要的一點是價格大幅下降,具備商業化價值。

速騰聚創方面向觀察者網透露,目前大規模車規量産項目基本在500-1000美元之間,根據不同客戶的定制需求和量的需求來具體協商價格。

據前瞻産業研究院預測,我國車載激光雷達行業市場規模在2026年有望超過430億元,發展空間大。

激光雷達專利數對比

在李遠看來,激光雷達市場更像是被催熟的。在視覺專利技術方面,日本 美國的專利數占全球專利數的近8成,中國隻有7.59%。而在激光雷達專利數上,中國專利數占比達到15.91%,約為美國專利數的一半。視覺感知領域中國已經落後了,催熟下一代傳感器,實現技術領先。“特斯拉在視覺感知已經做得不錯,與其跟随,不如做下一代傳感器有先發優勢。”

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