探索自動(dòng)駕駛關(guān)鍵技術(shù)：激光傳感器

　　自動(dòng)駕駛發(fā)展的瓶頸之一在于，需要開(kāi)發(fā)出可以對汽車(chē)所處環(huán)境進(jìn)行3D感知的高性能傳感器。

　　技術(shù)的進(jìn)步使得自動(dòng)駕駛不再是遙不可及的事情。在眾多智能器件中，傳感器顯得十分關(guān)鍵。

　　在自動(dòng)駕駛汽車(chē)中廣泛使用的是被稱(chēng)之為“Lidar”的傳感器，即激光雷達傳感器,它也被稱(chēng)為無(wú)人駕駛汽車(chē)的眼睛。Lidar可以發(fā)射激光束，并通過(guò)捕捉反射回來(lái)的信號繪制出周?chē)h(huán)境的3D模型。谷歌、Uber和豐田等公司測試的自動(dòng)駕駛車(chē)都依賴(lài)這種激光雷達系統，使得車(chē)輛可以自我定位，并識別行人和過(guò)往車(chē)輛。當前最好的傳感器可以識別距離100米之外、大小只有幾厘米的物體。

　　大多數開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的公司都使用Lidar系統，只有特斯拉是個(gè)例外，它只依靠相機和普通雷達。然而，雷達傳感器在捕捉細節方面捉襟見(jiàn)肘，相機在低光或眩光的條件下也表現不佳。去年，一輛特斯拉汽車(chē)和一輛拖拉機相撞，特斯拉車(chē)主不幸遇難。這一事故的原因正是特斯拉的Autopilot軟件系統無(wú)法在高亮度的天空背景下識別拖拉機。豐田負責自動(dòng)駕駛的副總裁RyanEustice承認，安全問(wèn)題仍然是自動(dòng)駕駛汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的“未解難題”。

　　事實(shí)上，自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展速度之快，使得激光雷達的發(fā)展顯得略有滯后。激光雷達傳感器之前一直是相對獨立的業(yè)務(wù)，與傳統汽車(chē)制造相比遠不夠成熟，尚不能成為數百萬(wàn)輛汽車(chē)的標配。

　　從披露的各種試驗車(chē)上，我們也能看得出問(wèn)題所在：激光雷達傳感器體積巨大且笨重。這也是為什么谷歌、Uber和豐田的自動(dòng)駕駛汽車(chē)都頂著(zhù)一個(gè)大大的圓頂或盒子狀的裝置。

　　激光雷達眼中的世界

　　激光雷達傳感器價(jià)格不菲，一臺傳感器的花費就高達數千甚至數萬(wàn)美元。目前，大多數測試車(chē)輛上都裝有數個(gè)激光雷達。盡管道路上自動(dòng)駕駛車(chē)輛的數量極少，激光雷達也到了供不應求的地步。最近有相關(guān)報道稱(chēng)，盡管激光雷達制造商正在努力增加產(chǎn)能，但客戶(hù)還必須等待6個(gè)月左右才能得到一臺新的傳感器。

　　激光雷達的稀缺也幫助我們理解了上個(gè)月Waymo對Uber提起的訴訟：Waymo宣稱(chēng)它有證據表明，其頂級工程師之一的Anthony Levandowski在離開(kāi)公司創(chuàng )立自有品牌Otto之前竊取了Waymo激光雷達傳感器的設計。之后Uber收購了這家自動(dòng)駕駛卡車(chē)公司Otto。

　　去年，Otto的共同創(chuàng )始人Lior Ron告訴媒體，公司建立了專(zhuān)門(mén)針對卡車(chē)的激光雷達傳感器，因為市場(chǎng)上并沒(méi)有滿(mǎn)足18輪大卡車(chē)在高速公路上安全駕駛所需的傳感器。 Waymo指出，Otto的技術(shù)實(shí)際上來(lái)源于Waymo耗資數千萬(wàn)美元開(kāi)發(fā)的技術(shù)，Otto靠著(zhù)搭順風(fēng)車(chē)將傳感器的成本與幾年前相比降低了90%以上。

　　高性能的激光雷達系統是Waymo將自動(dòng)駕駛汽車(chē)商業(yè)化和實(shí)現盈利的重要部分。該公司開(kāi)發(fā)了三種用于尋找不同范圍物體的傳感器。Waymo表示它準備將這些技術(shù)打包，然后分別授權給知名的汽車(chē)制造商。

　　Waymo并不是市場(chǎng)上唯一一個(gè)耗資數百萬(wàn)來(lái)解決激光雷達滯后的公司。去年，福特和百度向世界領(lǐng)先的激光雷達供應商Velodyne投資了1.5億美元。該公司準備在圣荷西建造一個(gè)大工廠(chǎng)，并計劃從明年開(kāi)始發(fā)售激光雷達。

　　不過(guò)，激光雷達在導入市場(chǎng)之前還需要很多改進(jìn)。包括Velodyne在內的幾家公司正在開(kāi)發(fā)不使用旋轉鏡改變激光束方向的Lidar系統。相比于目前的笨重設備，以純電信號來(lái)改變激光方向的Lidar會(huì )更便宜、體積更小。因為其沒(méi)有可移動(dòng)的部分，這種激光雷達被稱(chēng)為“固態(tài)”激光雷達系統。

　　谷歌自動(dòng)駕駛汽車(chē)的專(zhuān)利顯示了其如何使用激光雷達來(lái)探測前方的道路

　　這一理論還處在測試階段。Velodyne報道其在去年12月取得了一項“突破”，可以使激光雷達的價(jià)格低至50美元，但它并沒(méi)有指出是否實(shí)現了固態(tài)系統。初創(chuàng )公司Quanergy去年獲得了9000萬(wàn)美元的融資，聲稱(chēng)它將在馬薩諸塞州建立工廠(chǎng)生產(chǎn)固態(tài)激光雷達傳感器，售價(jià)為250美元，但該公司的產(chǎn)品細節目前還不清楚。汽車(chē)零部件供應商Continental和Valeo也在開(kāi)發(fā)類(lèi)似的技術(shù)，宣稱(chēng)將在兩至三年內上市。

　　包括福特和寶馬在內的汽車(chē)制造商表示，他們希望在2021年之前實(shí)現自動(dòng)駕駛汽車(chē)的批量生產(chǎn)。毫無(wú)疑問(wèn)，這些汽車(chē)的性能、成本和外觀(guān)在很大程度上都將視激光雷達系統的發(fā)展情況而定。