純視覺方案VS激光雷達(dá) 誰才是自動(dòng)駕駛的未來？

科技快速發(fā)展的21世紀(jì)，各種新科技產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，使得人們的生活更加便利智能。我國(guó)也正在加速推進(jìn)人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，其中汽車產(chǎn)業(yè)中自動(dòng)駕駛也被列為重點(diǎn)項(xiàng)目。因此各大科技公司、各國(guó)汽車廠商、出行公司等紛紛入局。

經(jīng)過這幾年的快速發(fā)展，這些企業(yè)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成績(jī)，從市面上來看大多數(shù)車型都已經(jīng)超越了普通意義上L2級(jí)別的輔助駕駛。例如特斯拉的FSD、小鵬的NGP、蔚來的NOP、百度Apollo的 ANP等等。

而完成這些輔助駕駛都需要依靠感知、分析、應(yīng)用三大層面，其中感知層用來代替人的眼睛，通過傳感器（激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)、高精地圖等）來采集駕駛員行駛過程中涉及到的駕駛信息。分析層則是用來代替人的大腦，通過獲取到的信息進(jìn)行計(jì)算，制定相應(yīng)的控制策略。最后應(yīng)用層則是代替人的手腳，將接收到的控制策略進(jìn)行執(zhí)行，其中包括加減速、轉(zhuǎn)向等。

其中感知領(lǐng)域目前行業(yè)內(nèi)有兩個(gè)立場(chǎng)鮮明的派系——視覺派和激光雷達(dá)派。

什么是視覺派？

要成功完成自動(dòng)駕駛，車輛就必須要具備感知路面、周圍車輛以及建筑物等各種影響汽車駕駛安全的因素，視覺派就是僅僅依靠攝像頭拍攝的畫面，傳輸?shù)较到y(tǒng)進(jìn)行分析，從而計(jì)算出周圍的車輛、道路等信息。簡(jiǎn)單點(diǎn)來說，純視覺的方案就是完全模擬人行走時(shí)的狀態(tài)，首先是眼睛看見畫面?zhèn)鬏斀o大腦，然后大腦進(jìn)行處理判斷后給雙腳下達(dá)命令。

像特斯拉、極氪、百度都使用的是純視覺感知方案，其中特斯拉更是視覺派的堅(jiān)實(shí)擁護(hù)者。不過即便這幾家都是使用純視覺感知方案，但是在感知架構(gòu)上還是存在一定區(qū)別。

特斯拉搭載了8 顆攝像頭，包括前置三目攝像頭（分別是長(zhǎng)距窄視角、中距中視角和短距魚眼）、車輛的左右兩側(cè)各有 2 顆面向側(cè)前和側(cè)后的攝像頭，再加上1 顆后置攝像頭，8 顆攝像頭完成了 360° 純視覺感知的無死角覆蓋，而百度的Apollo Lite與特斯拉基本一致，只是加裝了2 顆環(huán)視攝像頭做感知補(bǔ)充。最后就是極氪使用的SuperVision 系統(tǒng)，與特斯拉和百度最大的區(qū)別就在于它使用的是前置雙目攝像頭，不過在能力上同樣能達(dá)到既寬又遠(yuǎn)。

什么是激光雷達(dá)派？

激光雷達(dá)派是以激光雷達(dá)為主導(dǎo)，配合毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器、攝像頭來完成自動(dòng)駕駛，其中激光雷達(dá)會(huì)通過發(fā)射激光束來測(cè)量視場(chǎng)中物體輪廓邊沿與設(shè)備間的相對(duì)距離，從而準(zhǔn)確捕捉這些輪廓信息組成點(diǎn)云，并繪制出3D環(huán)境地圖再傳輸?shù)较到y(tǒng)進(jìn)行分析并下達(dá)車輛行駛指令。簡(jiǎn)單來說，激光雷達(dá)方案就像是在人行走時(shí)，依靠雙眼看到物體的基礎(chǔ)上使用了拐杖，能夠更準(zhǔn)確的給到大腦反饋信息。

像小鵬P5、蔚來ET7、極狐阿爾法S HI版都是使用的激光雷達(dá)方案，雖然他們他們?cè)谟布呐鋫渖嫌兴鶇^(qū)別，但是最終都能夠在部分場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛。例如：小鵬P5和蔚來ET7都能夠在高速上手扶方向盤并觀察路面的情況下讓車輛自動(dòng)駕駛，極狐αS HI版則是更加激進(jìn)，可以在無需手扶方向盤的情況下在市區(qū)復(fù)雜環(huán)境下開啟自動(dòng)駕駛功能。

視覺派VS激光雷達(dá)派

首先是視覺派，純視覺方案的優(yōu)勢(shì)在于，攝像頭獲取的視頻數(shù)據(jù)與人眼感知的真實(shí)世界最為相似，也最接近人類駕駛的形態(tài)，同時(shí)高分辨率高幀率的成像技術(shù)能夠使感知環(huán)境信息更加豐富，但攝像頭依賴環(huán)境光照，容易受到惡劣環(huán)境影響，而且無法直觀判斷景深。另外，純視覺方案由于是直接將所有圖像傳輸給系統(tǒng)，因此需要非常強(qiáng)大的算法和算力才能夠在段時(shí)間內(nèi)下達(dá)接下來的指令。而就目前的芯片的算力而言，要完成更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛功能還有一定難度。

其次再來看看激光雷達(dá)，激光雷達(dá)在運(yùn)行時(shí)可以通過發(fā)出光束快速的并且準(zhǔn)確的對(duì)外界物體進(jìn)行位置，大小進(jìn)行判斷并同時(shí)獲取數(shù)據(jù)以形成準(zhǔn)確的數(shù)字模型，另外，相比視覺派而言，它監(jiān)測(cè)的距離更長(zhǎng)，精度更高，響應(yīng)速度更靈敏，并且環(huán)境光不受影響。不過激光雷達(dá)在面對(duì)雨雪等極端天氣時(shí)發(fā)出的光束會(huì)受到影響，從而影響三維地圖的構(gòu)造，因此這就必須依賴其他傳感器的共同協(xié)助。除此之外，因?yàn)榧す饫走_(dá)是設(shè)置在車輛外部，如果一旦造成損壞，后期還會(huì)面對(duì)高昂的維修問題。

未來，誰會(huì)成為主流呢？

小鵬汽車副總裁吳新宙曾經(jīng)表示，視覺的潛力是沒有止境的，它真的是一個(gè)寶藏，長(zhǎng)期來看，視覺是無所不能的，但是這個(gè)能力的增長(zhǎng)是有一個(gè)過程的。

就目前來看，汽車作為移動(dòng)出行的工具，其最重要的核心因素是什么？毫無疑問，就是安全性，而攝像頭和激光雷達(dá)都存在一定的弊端，只有將兩者相結(jié)合才能使車輛獲取更加相信且精準(zhǔn)的信息，就像此前百度Apollo的王亮所說，激光雷達(dá)和攝像頭不是排它的的也不是單純的從屬和互補(bǔ)關(guān)系。從安全性考慮，二者具備相同的重要性和不可替代性，缺一不可。

但是，無論哪種方案，我們離全自動(dòng)駕駛都又更近了一步。