汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)包括視頻攝像頭、雷達(dá)傳感器以及激光測距器來了解周圍的交通狀況,并通過一個(gè)詳盡的地圖(通過有人駕駛汽車采集的地圖)對(duì)前方的道路進(jìn)行導(dǎo)航。這一切都通過谷歌的數(shù)據(jù)中心來實(shí)現(xiàn),谷歌的數(shù)據(jù)中心能處理汽車收集的有關(guān)周圍地形的大量信息。就這點(diǎn)而言,自動(dòng)駕駛汽車相當(dāng)于谷歌數(shù)據(jù)中心的遙控汽車或者智能汽車.。汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用之一。
自動(dòng)駕駛汽車使用視頻攝像頭、雷達(dá)傳感器,以及激光測距來了解周圍的交通狀況,并通過一個(gè)詳盡的地圖(通過有人駕駛汽車采集的地圖)對(duì)前方的道路進(jìn)行導(dǎo)航。
自動(dòng)駕駛發(fā)展的瓶頸之一在于,需要開發(fā)出可以對(duì)汽車所處環(huán)境進(jìn)行3D感知的高性能傳感器。
技術(shù)的進(jìn)步使得自動(dòng)駕駛不再是遙不可及的事情。在眾多智能器件中,傳感器顯得十分關(guān)鍵。
在自動(dòng)駕駛汽車中廣泛使用的是被稱之為“Lidar”的傳感器,即激光雷達(dá)傳感器,它也被稱為無人駕駛汽車的眼睛。Lidar可以發(fā)射激光束,并通過捕捉反射回來的信號(hào)繪制出周圍環(huán)境的3D模型。谷歌、Uber和豐田等公司測試的自動(dòng)駕駛車都依賴這種激光雷達(dá)系統(tǒng),使得車輛可以自我定位,并識(shí)別行人和過往車輛。當(dāng)前最好的傳感器可以識(shí)別距離100米之外、大小只有幾厘米的物體。
大多數(shù)開發(fā)自動(dòng)駕駛汽車的公司都使用Lidar系統(tǒng),只有特斯拉是個(gè)例外,它只依靠相機(jī)和普通雷達(dá)。然而,雷達(dá)傳感器在捕捉細(xì)節(jié)方面捉襟見肘,相機(jī)在低光或眩光的條件下也表現(xiàn)不佳。去年,一輛特斯拉汽車和一輛拖拉機(jī)相撞,特斯拉車主不幸遇難。這一事故的原因正是特斯拉的Autopilot軟件系統(tǒng)無法在高亮度的天空背景下識(shí)別拖拉機(jī)。豐田負(fù)責(zé)自動(dòng)駕駛的副總裁RyanEustice承認(rèn),安全問題仍然是自動(dòng)駕駛汽車開發(fā)過程中的“未解難題”。
事實(shí)上,自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展速度之快,使得激光雷達(dá)的發(fā)展顯得略有滯后。激光雷達(dá)傳感器之前一直是相對(duì)獨(dú)立的業(yè)務(wù),與傳統(tǒng)汽車制造相比遠(yuǎn)不夠成熟,尚不能成為數(shù)百萬輛汽車的標(biāo)配。
從披露的各種試驗(yàn)車上,我們也能看得出問題所在:激光雷達(dá)傳感器體積巨大且笨重。這也是為什么谷歌、Uber和豐田的自動(dòng)駕駛汽車都頂著一個(gè)大大的圓頂或盒子狀的裝置。
激光雷達(dá)眼中的世界
激光雷達(dá)傳感器價(jià)格不菲,一臺(tái)傳感器的花費(fèi)就高達(dá)數(shù)千甚至數(shù)萬美元。目前,大多數(shù)測試車輛上都裝有數(shù)個(gè)激光雷達(dá)。盡管道路上自動(dòng)駕駛車輛的數(shù)量極少,激光雷達(dá)也到了供不應(yīng)求的地步。最近有相關(guān)報(bào)道稱,盡管激光雷達(dá)制造商正在努力增加產(chǎn)能,但客戶還必須等待6個(gè)月左右才能得到一臺(tái)新的傳感器。
激光雷達(dá)的稀缺也幫助我們理解了上個(gè)月Waymo對(duì)Uber提起的訴訟:Waymo宣稱它有證據(jù)表明,其頂級(jí)工程師之一的Anthony Levandowski在離開公司創(chuàng)立自有品牌Otto之前竊取了Waymo激光雷達(dá)傳感器的設(shè)計(jì)。之后Uber收購了這家自動(dòng)駕駛卡車公司Otto。
去年,Otto的共同創(chuàng)始人Lior Ron告訴媒體,公司建立了專門針對(duì)卡車的激光雷達(dá)傳感器,因?yàn)槭袌錾喜]有滿足18輪大卡車在高速公路上安全駕駛所需的傳感器。 Waymo指出,Otto的技術(shù)實(shí)際上來源于Waymo耗資數(shù)千萬美元開發(fā)的技術(shù),Otto靠著搭順風(fēng)車將傳感器的成本與幾年前相比降低了90%以上。
高性能的激光雷達(dá)系統(tǒng)是Waymo將自動(dòng)駕駛汽車商業(yè)化和實(shí)現(xiàn)盈利的重要部分。該公司開發(fā)了三種用于尋找不同范圍物體的傳感器。Waymo表示它準(zhǔn)備將這些技術(shù)打包,然后分別授權(quán)給知名的汽車制造商。
Waymo并不是市場上唯一一個(gè)耗資數(shù)百萬來解決激光雷達(dá)滯后的公司。去年,福特和百度向世界領(lǐng)先的激光雷達(dá)供應(yīng)商Velodyne投資了1.5億美元。該公司準(zhǔn)備在圣荷西建造一個(gè)大工廠,并計(jì)劃從明年開始發(fā)售激光雷達(dá)。
不過,激光雷達(dá)在導(dǎo)入市場之前還需要很多改進(jìn)。包括Velodyne在內(nèi)的幾家公司正在開發(fā)不使用旋轉(zhuǎn)鏡改變激光束方向的Lidar系統(tǒng)。相比于目前的笨重設(shè)備,以純電信號(hào)來改變激光方向的Lidar會(huì)更便宜、體積更小。因?yàn)槠錄]有可移動(dòng)的部分,這種激光雷達(dá)被稱為“固態(tài)”激光雷達(dá)系統(tǒng)。
谷歌自動(dòng)駕駛汽車的專利顯示了其如何使用激光雷達(dá)來探測前方的道路
這一理論還處在測試階段。Velodyne報(bào)道其在去年12月取得了一項(xiàng)“突破”,可以使激光雷達(dá)的價(jià)格低至50美元,但它并沒有指出是否實(shí)現(xiàn)了固態(tài)系統(tǒng)。初創(chuàng)公司Quanergy去年獲得了9000萬美元的融資,聲稱它將在馬薩諸塞州建立工廠生產(chǎn)固態(tài)激光雷達(dá)傳感器,售價(jià)為250美元,但該公司的產(chǎn)品細(xì)節(jié)目前還不清楚。汽車零部件供應(yīng)商Continental和Valeo也在開發(fā)類似的技術(shù),宣稱將在兩至三年內(nèi)上市。
包括福特和寶馬在內(nèi)的汽車制造商表示,他們希望在2021年之前實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛汽車的批量生產(chǎn)。毫無疑問,這些汽車的性能、成本和外觀在很大程度上都將視激光雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展情況而定。