人類駕駛首先要用眼睛耳朵來感知周圍的環(huán)境,汽車自動(dòng)駕駛也是一樣,它要用傳感器來感知周圍的環(huán)境。目前,隨著智能駕駛產(chǎn)業(yè)的繁榮,激光雷達(dá)傳感器市場(chǎng)已變得炙手可熱,有關(guān)激光雷達(dá)話題的討論也空前熱烈。據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole預(yù)測(cè),全球激光雷達(dá)市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模將在2023年達(dá)到63億美元。
激光雷達(dá)與傳感器融合
隨著智能駕駛的不斷推進(jìn),車載傳感器數(shù)量正在快速增加。在未來自動(dòng)駕駛感知領(lǐng)域,我們需要更安全、更可靠并且高性能的不同傳感器的融合,才能對(duì)我們的環(huán)境建立比較好比較可靠的感知,這里面就包括攝像頭、毫米波雷達(dá)以及激光雷達(dá)。
在這三種主要傳感器中,毫米波雷達(dá)的重要性毋庸置疑,除了便宜外,它可穿透塵霧、雨雪、不受惡劣天氣影響;攝像頭也不可代替,但攝像頭雖然有了形狀,但它是二維的,識(shí)別精確度不夠;激光雷達(dá)探測(cè)距離較遠(yuǎn),且能準(zhǔn)確獲取物體的三維信息,辨識(shí)能力、測(cè)量能力較強(qiáng),而毫米波雷達(dá)和單目攝像頭這兩個(gè)方面都有欠缺。不過,激光雷達(dá)也有其弱點(diǎn)所在,例如易受雨雪等極端天氣影響,但整體來看,其市場(chǎng)潛力依然可觀。
因此,從現(xiàn)實(shí)情況來看,不同傳感器有不同的優(yōu)缺點(diǎn),目前,沒有一種傳感器可以適用于任何使用環(huán)境。
例如,就L2級(jí)別自動(dòng)駕駛而言,交通擁堵輔助、集成式自適應(yīng)巡航以及高速公路輔助等常見的系統(tǒng)一般需要6個(gè)傳感器,典型的傳感器配置是五個(gè)雷達(dá)和一個(gè)攝像頭;升級(jí)到了L3、L4,例如HWP(高速公路自動(dòng)駕駛)等方案,傳感器數(shù)量會(huì)增加到15個(gè)或者以上;而當(dāng)進(jìn)一步擴(kuò)展到城市里面去做自動(dòng)駕駛,他們所需要的傳感器數(shù)量會(huì)大于40個(gè)。目前,一些做城市自動(dòng)駕駛出租車的公司,他們所用的傳感器數(shù)量一般也都會(huì)超過40個(gè)。
有一種說法,激光雷達(dá)是實(shí)現(xiàn)Level 3 和Level 4 自動(dòng)駕駛等級(jí)的必要條件。對(duì)此,目前,行業(yè)內(nèi)大部分專家都認(rèn)為,要達(dá)到L3或者L3以上的自動(dòng)駕駛,必須使用激光雷達(dá)。
激光雷達(dá)三大主流技術(shù)路線
既然激光雷達(dá)前景可期,那么,眼下,激光雷達(dá)主流的技術(shù)路線有哪些?對(duì)此,業(yè)內(nèi)人士指出,在技術(shù)路線上,新興市場(chǎng)百家爭(zhēng)鳴,同時(shí),也在快速優(yōu)勝劣汰、去偽存真。如今,已可以非常清晰的看到,這一市場(chǎng)有三大主流技術(shù)路線:
掃描式雷達(dá)
目前,掃描式雷達(dá)解決方案是目前被批量使用的主流方案,但主要是用在商業(yè)車隊(duì)等場(chǎng)景中。究其原因,一是成本比較高很復(fù)雜,可靠性難以達(dá)到車規(guī)要求。二是不美觀,私家車不容易接受。
MEMS激光雷達(dá)
作為機(jī)械旋轉(zhuǎn)掃描式激光雷達(dá)的升級(jí)換代,MEMS激光雷達(dá)這一固態(tài)雷達(dá),也被大量布局。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,這一方案一定會(huì)走向量產(chǎn),因?yàn)檫@是現(xiàn)在大多數(shù)廠家都會(huì)做的技術(shù)方案。并且,不同于掃描式雷達(dá),MEMS固態(tài)激光雷達(dá)有可靠性和可制造性的優(yōu)勢(shì),會(huì)在乘用車中被量產(chǎn)。業(yè)內(nèi)預(yù)測(cè)2020年就會(huì)有帶有這種雷達(dá)的乘用車宣布量產(chǎn)。
閃光式雷達(dá)(Flash Lidar)
這一類雷達(dá)現(xiàn)在的市面上并不太多,不是現(xiàn)在最主流的方案,但是做這個(gè)產(chǎn)品的公司都是大公司或創(chuàng)新性很強(qiáng)的公司,因?yàn)镕lash Lidar對(duì)能量要求比較高,在技術(shù)上有很多的挑戰(zhàn),但有它天然的優(yōu)勢(shì),即高分辨率和無(wú)時(shí)延。當(dāng)然,F(xiàn)lash Lidar并不是要取代前兩種方案,而是一種補(bǔ)充技術(shù),是一個(gè)新的技術(shù)方向。
據(jù)了解,近兩年,全球有超過8億美元資金被投入到激光雷達(dá)公司。相信在未來,有了資本的加持,科技和創(chuàng)新的力量不斷撬動(dòng)原有的產(chǎn)業(yè)格局和產(chǎn)業(yè)形態(tài),新興領(lǐng)域?qū)?huì)誕生出更多的機(jī)會(huì)。
關(guān)于激光雷達(dá)
LiDAR,是英文LIght Detection And Ranging的縮寫,中文名稱激光雷達(dá)。顧名思義,激光雷達(dá)是通過發(fā)射激光光束探測(cè)目標(biāo)位置、速度等特征的雷達(dá)系統(tǒng)。激光雷達(dá)在短時(shí)間內(nèi)向周圍環(huán)境發(fā)射大量光子,通過測(cè)量反射回來光子的飛行時(shí)間(TOF, Time of Flight),計(jì)算與周圍物體的距離。激光雷達(dá)可以在瞬間構(gòu)建周圍環(huán)境的3D地圖,具有測(cè)量精度高、方向性好等優(yōu)點(diǎn)。