最近,馬斯克又雙叒叕熱搜“整活兒”,要通過獵鷹9號火箭將3萬名車主的照片上送天。盡管如此寵粉,但對于絕大多數地球人而言,也只能算茶余飯后的談資。人們的目光更多地聚焦在特斯拉的智駕與安全,畢竟這才真正地和生活息息相關。
人人皆知,特斯拉是這一輪電動汽車革命的開山鼻祖。而馬斯克堅持純視覺方案的抉擇,更是讓這個以智駕聞名的汽車品牌備受關注,一舉一動都會置身輿論中心。
特斯拉
智駕的未來會是純視覺嗎?除了馬斯克,業內主流并不認同,國內企業更是嗅到“換擋超車”的機會,各品牌紛紛加速激光雷達上車的步伐。尤其最近,搭載了3顆激光雷達的極狐阿爾法S全新HI版量產上市,大有搶奪“智駕王座”的勢頭。那么,為何整個行業如此信奉“得激光雷達者得天下”呢?
極狐阿爾法S全新HI版
同是雷達,為何加上“激光”就成神話?
我們清晰可見的是,從L1、L2……L5,智能駕駛的每一層躍升都伴隨著“雷達技術”的更迭升級,這源于實現智能駕駛的大前提是“全方位感知”。它是車輛和環境交互的紐帶,能全面感知車輛周圍環境,堪稱車輛的“眼睛”。感知系統獲取環境信息的全面性、準確性和高效性,決定了智駕水平高低和安全性。
在過去的5年中,毫米波雷達在L1和L2智駕系統廣泛裝車,超遠感知距離特性,和近距超聲波雷達配合,能很好地完成自適應巡航、自動泊車等任務。但弱點也非常明顯,感知靜態物體、小物體的能力弱,無法精準建模。而這恰恰也是特斯拉拋棄“毫米波雷達”的原因。自去年5月起,北美市場Model Y和Model 3已不再搭載毫米波雷達,今年2月起Model S和Model X也全面摒棄。
特斯拉
激光雷達之所以受到追捧,恰恰源于其難能可貴的“高精度”。激光雷達能夠發射和接收激光束,并通過測量激光信號的時間差和相位差來確定距離,通過水平旋轉掃描來測定角度,高頻激光一秒內能獲取大約150萬個位置點信息(稱為點云),依據激光信號的反射率可以區分物質的不同材質。這些信息經過AI識別處理后,可以生成清晰精確的三維立體圖,為智能駕駛提供依據。
極狐阿爾法S全新HI版搭載3路126線激光雷達,分布在左保險杠左前方、前保險杠正中、右保險杠右前側。其最大探測距離為200米,水平方向探測范圍120°,垂直方向探測范圍25°,能夠完成對車輛前方270度范圍的探測。配合算力高達400TOPS的華為MDC高算力平臺,可以在多種車速,不同用車場景下,完成對車輛正向、左右側向和后部物體的“靜對動”和“動對動”的觀瞄與定位需求,真實還原3D物理世界,保證行駛安全。
極狐阿爾法S全新HI版
但毫米波雷達并未完全戰敗,今年6月份特斯拉大有“回頭”之勢。其正式向美國聯邦通訊委員會FCC提交毫米波雷達相關材料,開始研發“4D成像毫米波雷達”,相比3D方案精度有所提高,但約等于8-16線“簡陋版激光雷達”的水平。對比激光雷達,其唯一優勢并非安全,而是更低廉的“成本”。
中國路況為何“純視覺”Hold不???
中國應該是全球范圍內路況最復雜的國家之一,國道省道鄉道、土路爛路窄路等等。只有更高階的智能駕駛系統,才足以應付城市通勤、市區周邊游玩、回鄉下老家等多種應用場景。
特斯拉純視覺感知系統的工作原理,是依靠攝像頭拍攝的畫面,傳輸到系統進行分析,從而計算出周圍車輛、道路環境等信息。做一個簡單的類比,相當于模擬人類走路,眼睛看到畫面傳輸給大腦,大腦處理判斷后再給雙腿下達指令。在硬件上,特斯拉搭載了8 顆攝像頭,包括前置三目攝像頭,分別為長距窄視角、中距中視角和短距魚眼;車輛左右兩側各 2 顆面向側前和側后的攝像頭;再加上1 顆后置攝像頭,構成了360° 純視覺感知覆蓋。
特斯拉
純視覺方案擁有一定優勢,高分辨率和高幀率的成像技術能夠感知到更加豐富的環境信息。但劣勢同樣明顯,攝像頭十分依賴環境光照,環境光照過強或過弱,都會影響系統判斷。而且相比其他傳感器,攝像頭更容易受到污損,進而導致輔助駕駛功能受限。因此,特斯拉在路況較好的城市道路、高速公路行駛,可以發揮穩定,在面對中國國內復雜道路環境時,就有些“Hold不住”了。
反觀極狐阿爾法S全新HI版,除了3顆高精度激光雷達外,還有6路毫米波雷達、12個超聲波傳感器和13路高清攝像頭,共34顆高感知硬件。實現了360度全覆蓋的融合感知能力,充足地感知冗余,讓它能夠不受環境光照影響,無論陰晴雨雪都可以正常通行。且對細小和異型的障礙物識別更精準。
極狐阿爾法S全新HI版
面對國內更加復雜的道路環境,裝備更加充足的極狐阿爾法S全新HI版,顯然更安全也更從容。
“激光雷達”真正上路后有多強?
馬斯克曾說過:“人類沒有配備激光雷達,但仍然可以開車。”這也是他對純視覺方案的信心來源。但是在業內看來,激光雷達與視覺算法并非魚和熊掌不可兼得,激光雷達可以用于“感知”,視覺算法可用于“識別”,二者搭配才是智能駕駛標配技術。
這一點,在真正上路后,極狐阿爾法S全新HI版的實際表現更能說明問題。
極狐阿爾法S全新HI版 示意圖
極狐阿爾法S全新HI版的高感知能力,離不開全球首款全冗余架構IMC平臺的支撐,保證它能承接更高級的智能駕駛系統,實現了高速、城區和泊車等全場景智能駕駛。高速場景中,極狐阿爾法S全新HI版上下匝道時會提前變道,并且匯入匯出時可以只能加減速,針對施工路段和卡車,基于激光雷達和融合感知算法,也能提前識別并處理。城區復雜場景中,極狐阿爾法S全新HI版的3顆激光雷達可以帶來更廣的識別范圍,更高的精準度,復雜路況也能應付自如。例如在沒有車道線和紅綠燈的路口左轉,極狐阿爾法S全新HI版可以對車輛、非機動車、行人的感知和預測,實現順利通行。
在不平整的鄉村路況或土路上,當前方出現車輛無法跨過的凸起石塊,裝有激光雷達的極狐阿爾法S全新HI版可以及早發現,平緩避障。而僅搭載攝像頭的特斯拉,只能在靠近后發現路面凸起,更短的避障空間和距離,不僅導致舒適性大打折扣,安全也很難保證。
特斯拉攝像頭感知示意圖
除此之外,特斯拉以計算平臺為核心,優勢在于領先的芯片硬件、操作系統平臺軟件。其操作系統基于單一Linux 內核,打造了整套自動駕駛的軟件方案,分別完成了從感知、決策規劃和控制系統解決方案,通過海量數據訓練,可以讓系統不斷迭代升級,模擬人類駕駛越開越優秀。但受限于純視覺感知系統,難免存在冗余不足的問題,例如算法可能會將突然出現的陰影當作障礙物,導致車輛自動減速,如果存在其他傳感器,能很大程度上避免類似問題。除此之外,特斯拉還曾出現過在比較寬的車道,會進行蛇形駕駛等行為。
極狐阿爾法S全新HI版
結尾
隨著技術進一步發展,未來的智駕,會是特斯拉的純視覺方案,還是極狐阿爾法S全新HI版的全冗余架構?我們不得而知,但有網友曾一針見血地提到:“純視覺的上限是人眼,激光雷達混合的上限則是全天候條件通吃的鷹眼,高下立判。”
更何況,以目前的技術水準來看,極狐阿爾法S全新HI版顯然是更安全、更智能也更適合用戶的智駕,是當之無愧的“智能駕駛的天花板”。
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