主动驾驶传感器手艺出新，激光雷达或退出汗青舞台？

特斯拉首席执行官埃隆·马斯克在公司的主动驾驶开放日上炮轰了激光雷达作为主动驾驶汽车传感器的手艺局限：“这是一项价钱极其昂贵，且毫无用处的手艺。”该谈吐一出，业界哗然，毫米波雷达、视觉系统(摄像头)和激光雷达这三大主动驾驶传感器的江湖地位要被改写?

主动驾驶需多传感器融合应用

一台主动驾驶汽车的平安行驶，需要完成三个必需而要害的步伐：首先是感知阶段，即获取和收集外界情况和车辆自身的工况信息;然后，进入决议阶段，发出行驶指令，首要依靠各类掌握芯片的云端算法;最后是执行阶段，将前端决议完毕的车辆旌旗“付诸动作”。可见，感知阶段是主动驾驶汽车平安行驶的初步保障，如同汽车的“眼睛和耳朵”。

因为道路情况和车辆行驶的工况复杂多变，单一功能的传感器无法知足驾驶过程中实时调换的车辆信息。安森美半导体智能感知部全球市场及应用工程副总裁易继辉透露，传感器融合(包罗视觉系统、毫米波雷达和激光雷达)和传感器的深度感知是主动驾驶汽车感知系统将来的成长趋势。

视觉系统(摄像头)能够经由雄厚的成像信息进行各类识别运算，好比车道、行人和物体，还有泊车场的横杆以及交通标识等，但在远距离成像及速度测定方面适应性不足。毫米波雷达是经由发射毫米局限的电磁波来确定障碍物的距离、速度和角度，免受雨雪、尘、雾等恶劣情况影响。因为受制于波长和尺寸的限制，毫米波雷达差别率过低，且对于静止的物体和活动的非金属物体都不太敏感。激光雷达探测精度在三者中最高，可达到毫米级。它具有雷达的测距能力，探测精度和差别率又高于雷达，具有摄像头的感知能力，又能够不受光线前提的限制。而瑕玷是成本奋发，且轻易受到极端天气及烟雾粉尘的影响。

激光雷达可否被庖代?

近年来，激光雷杀青为业界备受争议的核心。因为其高精度、高差别率和高不乱性，几乎所有主动驾驶汽车厂商在曩昔几年间都无法回避激光雷达，这使得激光雷达几乎垄断了传感器市场，器件价钱居高不下。是以，部门企业选择降低激光雷达的成本以实现盈利。谷歌主动驾驶公司Waymo自力之后做的第一件事，就是起劲降低激光雷达的成本，从行业尺度的7.5万美元降低90%。然而，盲目降低成本也会带来好多问题。据认识，有的企业为了降低整车价钱，采用了更廉价的固态激光雷达，究竟带来了新的问题。该雷达无法实现360度迁移，难以探测背后的情形，要辅助平安驾驶还需引入新的传感器，在经济效益上并弗成行。

为削减激光雷达部门的成本支出，以特斯拉为代表的一些汽车企业爽性将激光雷达拉进黑名单，斥地出其他手艺路线。记者从特斯拉官网认识到，一辆特斯拉的标配共有8个摄像头、1个77GHz的毫米波雷达和12个超声波雷达。赛迪垂问汽车财富研究中心总司理鹿文亮透露，固然特斯拉汽车的设置列表中未见激光雷达的身影，但特斯拉会起劲将其他传感器做得好一些，同时要合营算力较为壮大的后端传感芯片和处理芯片。

由此可见，马斯克的“激光雷达傻瓜论”显现在当下这个时间节点并非偶然，传感器切实到了该从新思虑偏向的时候了。北京理工雷科电子信息手艺有限公司汽车雷达事业部总司理金烨在接管《中国电子报》记者采访中透露，降低激光雷达的成本还需要时间。在研究机构中，激光雷达短期内还会是首要的情况感知传感器。然而，对应于以经营为目的的企业，避开激光雷达而选择其他手艺路线将成为趋势。

鹿文亮透露，将来的主动驾驶汽车传感器有三条路可走：一是将传感器端(视觉系统、毫米波雷达和激光雷达等)机能做强，响应降低决议端的算力要求;二是用外部收集实现对主动驾驶的统筹掌握，将来，5G收集将为车联网供应更强的手艺根蒂，但短时间内还难以实现;三是彻底回避激光雷达，将摄像头、毫米波和超声波雷达等其他传感器融合应用，前端传感器探测精度不足等问题，将由决议端算力更强的芯片来填补。

金烨透露，若是将来激光雷杀青本能够下降到千元数量级以下，那么它成为无人驾驶焦点传感器的或者性就会大大增加。然而，降低激光雷杀青本成为最大挑战。特斯拉似乎早已彻底抛却使用激光雷达，试图经由多摄像头方案采集数据，再借助还原实际情况的模拟器来练习神经收集，经由智能视觉实现车辆对交通道路状况的“认知”，只是靠得住水平难以下定论。

提拔传感器机能是成长主动驾驶必经之路

无论主动驾驶传感器手艺走上哪条路，提拔视觉系统、毫米波雷达、激光雷达等器件机能都是“根基功”。首先，进步、智能的视觉系统是保障主动驾驶汽车平安行驶的焦点部件，提拔视觉系统的靠得住性尤为主要。易继辉透露，主动驾驶对视觉类传感器的智能化(像素、懂得和判断能力)提出更高要求。

特斯拉高傲于其主动驾驶机制，很大水平上是因为视觉器件玩得不错。据认识，其视觉器件总共有8个鱼眼、正常和长焦摄像头：包罗应用于汽车后部的倒车摄像头、前方的三目摄像头和两侧各两个的侧视摄像头，侧前视和侧后视互相重叠可避免发生视觉盲区，根基能够保障Tesla的L3级其余变道、合流、出高速等功能。

九三学社中央科技委副主任、中国传感器与物联网财富联盟副理事长郭源生透露，今朝摄像头在动态局限和近红外活络度等指标方面，还有很大的提拔空间，单车需要更多机能更佳的摄像头。金烨透露，多目立体摄像头是将来传感器视觉系统的成长趋势，它有望融合激光雷达和摄像头的优势，既具有激光雷达的高密度距离点云直接提取障碍物并精准测距的特点，又具备了视觉识别与机械进修的能力。

其次，更多的旌旗处理算法和新制雷达手艺将被移植到毫米波雷达的斥地中，供应加倍活络的探测障碍的感知系统。郭源生透露，近年来，汽车中应用的毫米波雷达模组包含了多个基于分歧工艺的芯片，是相对对照拙笨的系统，且成本价钱较高。为了追求更小尺寸和更低成本，列国正在致力于研发多功能元器件整合与集成、尺度化通用的雷达芯片组。

易继辉透露，SPAD手艺(单一光电雪崩二极管)将与毫米波雷达连系，有望匡助毫米波雷达大幅度提拔感光倍数。在此根蒂上，金烨还透露，毫米波雷达的将来成长偏向将是斥地点云雷达，以低廉价钱获得高差别点云成像能力，逐渐庖代激光雷达，斥地更多的应用场景。

最后，若将激光雷达的精准探测能力、高差别率等机能进一步提拔，甚至与其他传感器件的功能进一步连系，激光雷达有望挑战加倍复杂的主动驾驶情况以及其他更具挑战的应用范畴。易继辉透露，图像传感手艺可助力激光雷达的斥地。据悉，上海理工大学的研究人员近日研发出一种基于激光雷达的新型感知系统，可以在烟雾漫溢的城市情况中拍摄45公里(28英里)以外的物体。该手艺使用单光子侦测器，连系奇特算法，将最稀少的数据点“编织”在一路，生成超高差别率的图像。新的激光雷达视觉手艺显着提拔了衍射的极限能力，有望为超远距离内的高差别率、快速、低功耗的3D光学成像拓荒新范畴。

此外，激光雷达还亟须解决器件成本过高的问题。易继辉透露，业界已研发出能够替代传统机械式激光雷达材料的新型硅片手艺，新手艺可大幅降低激光雷达的器件成本，有望将其成本掌握在几百美元之内。