?作者 | 張祥威
編輯 | 德新
2023年尾上市的這一批車型中,以問界新M7、理想MEGA、小鵬X9、智界S7和極氪007最為典型,它們的頭頂大多搭載了一顆激光雷達,有的車型比如小鵬X9,甚至在前大燈位置配置了兩顆激光雷達。
這是為實現(xiàn)高階智能駕駛功能而來。
對于高階智駕方案而言,激光雷達儼然已成為必備品,其天生具備探測距離遠、光線適應(yīng)性好等特點,而且對視場角范圍內(nèi)的異型目標(biāo)物進行準(zhǔn)確感知。
相比特斯拉的純視覺方案,車企引入激光雷達,不僅會減少一定的算法開發(fā)壓力,還能減少更多的隱形成本支出,在感知算法層面加速超車純視覺方案,盡快實現(xiàn)高階智駕。
這是一場關(guān)乎技術(shù)路線、規(guī)模成本的競賽,一些車企已經(jīng)開始用腳投票。
激光雷達發(fā)射激光脈沖,遇到目標(biāo)物后折返,通過計算激光的折返時間,就可以計算出與目標(biāo)物體的相對距離。相比攝像頭、毫米波雷達等其他傳感器,激光雷達對于夜間、光照不好的場景下的感知能力都要更好。
2021年之前,量產(chǎn)搭載激光雷達的車型遠不像今天這樣豐富。
2021年,車企開始真正量產(chǎn)交付激光雷達車型,這年打著「全球首款量產(chǎn)激光雷達車型」旗幟上市的小鵬P5,為后來者沖出一條路。
自小鵬P5起,搭載激光雷達的車型更多涌現(xiàn)。
今天,上至100萬元出頭的高端品牌仰望,下至20多萬元的一眾國產(chǎn)電動品牌,各自車型的高階智駕版本中,激光雷達已經(jīng)成為必選。
激光雷達產(chǎn)品主要見于頂配版本車型上,主流方案會采用一顆、兩顆配置,少數(shù)玩家如阿維塔,采用的是三顆激光雷達。
激光雷達公司的出貨速度,隨著高階智駕版的暢銷,陡然提升。
2021年,國內(nèi)頭部激光雷達公司的出貨量剛剛到達1萬臺左右的水平。進入2022年,禾賽出貨量8萬臺,排在后面的圖達通等,出貨量也達到了5萬多臺的規(guī)模。
今年前三季度,禾賽的激光雷達總交付量為134,380臺,同比增長307.9%。其中,ADAS激光雷達交付量達114,482臺,同比增長516.6%,已率先突破年交付10萬臺大關(guān)。
接下來的兩年,頭部激光雷達公司將會向著年出貨50萬臺的節(jié)點邁進。
激光雷達上車過程中,純視覺玩家也在持續(xù)前進。
純視覺指的是,主要依賴攝像頭傳感器來實現(xiàn)對周邊環(huán)境對感知,盡可能減少對激光雷達、毫米波雷達、高精地圖等輔助工具的依賴。
特斯拉是純視覺的鼻祖,到今天一直堅持不用激光雷達,而是通過攝像頭傳感器來實現(xiàn)對周邊環(huán)境的感知。
特斯拉的堅持,讓激光雷達與純視覺的對戰(zhàn)充滿變數(shù)。畢竟,頭部玩家在實現(xiàn)城市NOA時,已經(jīng)著手「去高精地圖」、「去毫米波雷達」,借助「BEV+Tranformer+Occupancy」來實現(xiàn)道路拓撲、通用障礙物的識別等任務(wù)。
在算法提升以及降本壓力加大的背景下,如何看待激光雷達方案,是不少人關(guān)心的話題。
從特斯拉身上,可以看到自動駕駛算法的演進脈絡(luò)。
特斯拉最初采用的是2D檢測,之后進化至BEV算法,為了解決異型障礙物的問題,又進一步演化出Occupancy占用網(wǎng)絡(luò)算法。
Occupancy是通過實時推理,來對一些難以直接表征的環(huán)境信息進行靈活探測,比如對高速道路上的道路施工場景、異型車輛,以及行人、動物的位置、速度等進行探測。
本質(zhì)上,Occupancy屬于三維重建,其中涉及復(fù)雜的算法,包括:
提取2D視覺特征;
2D特征轉(zhuǎn)為3D特征;
時序?qū)R,多幀融合構(gòu)建4D網(wǎng)絡(luò);
解碼生成3D結(jié)構(gòu)和目標(biāo)物速度;
但眼下的問題在于,純視覺方案需要不斷獲取海量數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的識別和三維重構(gòu)。如果缺少足夠多的數(shù)據(jù),就會造成漏檢、誤檢。特斯拉每年在全球范圍內(nèi)賣出100多萬臺車,這些車輛在路上行駛過程中源源不斷的回傳測試數(shù)據(jù),Autopilot累積使用里程已經(jīng)超過90億英里。目前沒有任何一個其他純視覺玩家有這么大數(shù)量級的車輛數(shù)據(jù)。
而由于涉及多幀融合,Occupancy在車端有限的算力之下,很難同時實現(xiàn)對三維空間高精度和低延時地測量與重建。而特斯拉從2014年就開始自研芯片、2019年推出了FSD芯片,已經(jīng)在自研芯片領(lǐng)域高筑了技術(shù)壁壘。
車企要做Occupancy網(wǎng)絡(luò),對于資金、時間的投入必不可少。除車端感知方案之外,車企還需要搭建算法團隊、智算中心、數(shù)據(jù)閉環(huán)體系等等能力??偠灾?,這不是一個一朝一夕能有成果的方向。
而使用激光雷達,將迅速減輕車企的算法開發(fā)壓力。按禾賽的說法,「直接將車企城市NOA功能開發(fā)的時間縮短三年?!?nbsp;
原因在于,激光雷達的優(yōu)勢更為簡單直接,對于不規(guī)則障礙物探測更加準(zhǔn)確,尤其在中國道路環(huán)境下,激光雷達方案對于電動車的識別也更為準(zhǔn)確。
在一項MIT的研究論文中,作者對比基于攝像頭數(shù)據(jù)的算法和融合了激光雷達數(shù)據(jù)的算法結(jié)果發(fā)現(xiàn):攝像頭算法到了夜晚感知精度有明顯的下降,而通過融合激光雷達,可以將夜晚環(huán)境的感知精度提升至3倍。
「如果車企剛剛開始做,又想很快地搞定一些場景,有激光雷達的話難度會低一些?!股掀鸓P-CEM&飛凡智能駕駛首席科學(xué)家金杰盂曾表示,基于激光雷達、攝像頭等多傳感器融合后,Occupancy的方案能夠在探測范圍、距離、精確性上表現(xiàn)得更好。
在談到激光雷達的作用時,輕舟智航產(chǎn)品負責(zé)人許諾也直言,現(xiàn)階段單純依靠視覺方案,很難應(yīng)對中國城市道路中的各類Corner Case?!?strong>激光雷達,是以投入換時間,加速城市NOA落地的捷徑?!痹S諾如此表示。
當(dāng)下,上激光雷達基本上是大多數(shù)車企繞不開的選擇。這也是為何今年這一波重要車型上,都紛紛標(biāo)配或至少選配了激光雷達的緣故。
視線放到更遠的中長期,激光雷達和純視覺競爭,其實更多是一個商業(yè)層面的選擇問題。
純視覺和激光雷達的爭論由來已久。
起初,馬斯克拋出激光雷達無用論時,將其比喻成「拐杖」,認(rèn)為成本太高,自那時起,特斯拉至今仍沒有使用激光雷達。
馬斯克沒有說的是,采用純視覺路線后,車端的硬件方案成本降低了,但背后的軟件算法、數(shù)據(jù)訓(xùn)練等冰山下的隱形成本,是一筆更為昂貴的費用。
禾賽科技產(chǎn)品戰(zhàn)略負責(zé)人施葉舟算了一筆賬:
純視覺路線的支出主要有三類,分別是算法迭代、云計算投入,以及數(shù)據(jù)標(biāo)注等。
假設(shè)要開發(fā)一套高階智駕功能,方案總投入需要200億元。均攤下來,車企如果可以賣200萬臺車,平均單車的費用大概為1萬元。能賣2000萬臺車,平均每臺車的成本1000元。
目前,新興的新能源車品牌,每年銷量大概在10萬臺的水平,基本上很難承擔(dān)如此高昂的投入。
而且,純視覺尤其是Occupancy,本身也有需要回答的問題,在通用障礙物識別方面,何時能通過不斷積累場景數(shù)據(jù)解決掉漏檢問題,或者從根源上找到解決不可枚舉問題的方法。
再來看激光雷達。
通常,主流的高階智駕方案會采用的配置是:兩顆英偉達Orin X芯片、7個800萬像素攝像頭、單顆激光雷達,以及毫米波雷達、超聲波傳感器等。
兩顆Orin X的成本大概為800美元,7個800萬像素攝像頭的成本大概不到500美元,其他毫米波雷達、超聲波雷達成本相比攝像頭更低。
據(jù)施葉舟透露,「激光雷達的成本已經(jīng)降到1000美元以下,這個價格與六七年前的七八萬美元相比,已經(jīng)降了幾個數(shù)量級?!?nbsp;
激光雷達想要繼續(xù)降成本,一是集成,將核心零部件芯片化。二是規(guī)?;?,實現(xiàn)更多地量產(chǎn)上車,通過規(guī)模來平攤成本。而禾賽在這兩個方向上都已經(jīng)領(lǐng)先了一個身位。
本土車企對于激光雷達的擁抱,讓激光雷達公司擁有了擴大規(guī)模不斷降本的可能性。
目前,一款爆款電動車型比如小鵬G9的高階智駕選裝率,可以達到80%。
明年,按照每款車單月穩(wěn)態(tài)銷售1萬臺計算,每款車每年需要的激光雷達數(shù)量大概在10萬臺左右,如果選擇搭載兩顆激光雷達,這個數(shù)字還會翻倍。也就是,明年激光雷達的出貨量,大概率會在今年10萬臺級的基礎(chǔ)上成倍增長。
隨著更大規(guī)模的到來,以及趕在路上的新一代產(chǎn)品,激光雷達「昂貴」的標(biāo)簽可能將很快被撕掉。
車企最終會選擇純視覺還是激光雷達方案,這個問題其實不難回答。
頭部智駕玩家中,小鵬與華為均在率先應(yīng)用激光雷達的能力。
「激光雷達對我來說最重要的是城市場景下各種障礙物的識別能力,因為那些障礙物是各種各樣的,甚至是不可枚舉的,視覺來解決有一些難度,激光雷達可以直接把3D的可達空間畫出來?!乖?a class="link2" target="_blank">小鵬汽車自動駕駛副總裁吳新宙曾表示。
華為將激光雷達用在了GOD(通用障礙物檢測)網(wǎng)絡(luò)中,通過融合激光雷達,華為的智駕系統(tǒng)在暗光、逆光和眩光等場景下可以做到更準(zhǔn)確的識別,還能識別側(cè)翻車輛、掉落的大紙箱、落石、倒地的大樹等。
將激光雷達的感知數(shù)據(jù)融合到視覺算法,對于提升感知能力的效果是非常明顯的。尤其是,在最近華為與何小鵬的AEB爭論中,智能駕駛與主動安全的關(guān)系被擺在桌面上。
一番爭論下來,答案逐漸清晰。
更強的智駕能力一定有利于提升主動安全比如AEB能力。而激光雷達這類傳感器,對于增強智駕方案感知又是毋庸置疑的。
對于車企而言,激光雷達是一個現(xiàn)成的工具,效果立竿見影,能夠助力高階智能駕駛功能加速量產(chǎn)落地,更早地進入市場。如果說智能駕駛的比拼是一場馬拉松,激光雷達則直接開辟了一條捷徑,可以幫助車企迅速「超車」,同時還能省去一大筆隱形的成本支出。
如果有更高效的工具,何必不用呢?
來源:第一電動網(wǎng)
作者:HiEV
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