[汽車之家 新鮮技術解讀] 4月18日,上海國際汽車工業(yè)展覽會在國家會展中心盛大開幕,在36萬平方米的區(qū)域內,共展出車型1200個(其中新能源車型186個),可謂聲勢浩大。本次車展除了整車外,車載傳感器也同樣極具關注度,特別是近兩年火爆車圈的激光雷達,更是大面積“上車”,那么為什么眾多車企都選擇了激光雷達呢?難道純視覺方案真的錯了嗎?
在2021年的上海車展上,激光雷達曾是當時全場矚目的焦點,車企紛紛宣布激光雷達上車;2022年,配備激光雷達的車型量產并開始交付;到了2023年,激光雷達已經成為潮流。在本屆上海車展上,配備激光雷達的車型也再創(chuàng)新高。(數據可能有缺失)
從數據來看,越來越多的傳統(tǒng)品牌正在相繼入局,使得激光雷達這塊香餑餑的分食者飛速增加,的確,在這塊剛剛興起的市場中,誰率先上車,那么誰就有可能占據更多的資源和市場。當然,“上車”激光雷達一方面是為了掙錢,另一方面我們也可以看到,傳統(tǒng)駕駛輔助方案也確實出現(xiàn)過不少問題。
根據事故記錄,一輛特斯拉Model S在開啟FSD駕駛輔助功能后進入隧道,同時車輛發(fā)出變道信號,并向快車道移動并線。但是這臺特斯拉在沒有任何征兆的情況下突然剎停,并且車輛前方沒有任何障礙物和汽車,這也是傳說中的“幽靈剎車”。
無獨有偶,去年8月寧波一輛小鵬P7在開啟駕駛輔助的情況下,與前方車輛故障人員發(fā)生碰撞,并且發(fā)生了人員傷亡,事故發(fā)生時小鵬P7并沒有任何減速跡象。
在這里并不是想強調激光雷達有多好,傳統(tǒng)的毫米波+攝像頭的方案就不好,更不是說配備了激光雷達就萬無一失,激光雷達只是駕駛輔助的冗余方案,是能夠提高駕駛安全性的一種手段。這想必就是激光雷達熱起來的原因吧!
● 激光雷達的前世今生
可惜伽利略不僅沒能計算出光速,甚至也沒能判斷出光速是不是有限的,對于這樣的技術手段而言,光速實在太快了。
根據材料的不同,還可以得到從紫外線(10-400nm)到可見光(390-780nm)再到紅外線(760-1000000nm)波段內的不同激光。
后來,激光雷達經過不斷的發(fā)掘和進化,人們還發(fā)現(xiàn)通過密集的激光束可以將被測物體的細節(jié)部分進行精準還原,因此在測繪和建模等場景下也會使用激光雷達。那么激光雷達是什么時候和自動駕駛牽上線的呢?
● 自動駕駛時代的到來
2005和2006年,Velodyne帶著裝有激光雷達的無人駕駛車再度參加了DARPA比賽,成績雖然一般,但卻讓Velodyne的名字響徹了比賽現(xiàn)場。
從那時起,Velodyne已經成為了專業(yè)的激光雷達供應商,主推64線激光雷達產品,從2010年開始,谷歌也開始選用Velodyne的激光雷達產品。隨著Velodyne的橫空出世,像法雷奧、禾賽科技、Luminar、圖達通、速騰聚創(chuàng)以及華為等企業(yè)也相繼入局,這也讓激光雷達的成本得以大幅降低。
雖然激光雷達的價格已經低了不少,但裝車成本依然很高(早期約70萬人民幣,現(xiàn)在約8萬人民幣),因此馬斯克提出了純視覺+高精地圖的方案,這也是純視覺路線與激光雷達路線大戰(zhàn)的開始。
● 激光雷達為何“一夜爆紅”?
早在2004年,自動駕駛所依賴的傳感器如毫米波雷達、超聲波雷達還有攝像頭等就都已經出現(xiàn),它們成本更低、技術更成熟,并且激光雷達能做到的事情它們也可以,那為啥非要用激光雷達呢?
而視網膜只要升溫10℃就會損傷感光細胞,造成失明。所以波長905nm的激光雷達為了避免傷害人眼,發(fā)射功率和探測范圍都要進行削弱。
相比之下,如視覺算法判斷失誤,那么駕駛行為就是要么保守讓路,要么激進跟車,與鄰車并進時,可能會導致急剎或點剎等行為。
● 激光雷達的分類(按結構)
這種激光雷達的優(yōu)點是能夠對周圍環(huán)境進行較為全面的覆蓋、抗光干擾能力強還有能夠承受高激光功率;缺點是機械磨損大,不利于長期使用、當光線通過每個棱鏡表面時短時間內會接收不到信號、發(fā)射和接收模塊必須足夠精準,這就導致難以大規(guī)模量產。
Flash閃光激光雷達的原理和上面三種完全不同,它的工作原理并不是通過掃描,而是在極短時間內向特定方向發(fā)射出能夠覆蓋該區(qū)域的激光,并通過高靈敏度的接收器對環(huán)境進行繪制,原理類似于拍照。
MEMS激光雷達由于取消了馬達和多棱鏡等較重的配件,因此激光雷達的尺寸也得以大幅降低,同時控制微振鏡就能調整覆蓋區(qū)域,進而減少了激光器數量,也能夠降低成本。
棱鏡激光雷達只要把兩面棱鏡的速度控制得當,幾乎可以完美掃描整片區(qū)域,但車規(guī)級激光雷達并不存在長時間掃描的情況,因此為了彌補點云稀疏的弊端,像小鵬P5就在車頭兩側分別配備了一顆棱鏡激光雷達。
● 激光雷達還有哪些應用場景?
● 全文總結
激光雷達為什么這么火?其實從本質來看還是車企之間的“內卷”,畢竟從目前的輔助駕駛等級來看,激光雷達暫時還不能發(fā)揮全部功用,但也正因為內卷,讓激光雷達這樣的小眾產品隨汽車消費市場走進尋常百姓家,未來也有可能繼續(xù)延伸到更多的生活場景中,這么來看,這樣的結果似乎也不算太壞。作為消費者,如果您想要嘗鮮那么現(xiàn)在入手也未嘗不可;如果您選擇觀望,那就靜觀其變,但毋庸置疑的是,激光雷達的到來似乎正在潛移默化的改變著我們的生活。(圖/文 汽車之家 鄭晨)
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