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激光雷達VS攝像頭 誰才是未來自動駕駛的主流選擇?

瀏覽次數:970 發布日期:2019-10-23

在今年早些時候,馬斯克就曾公開表示:傻子才用激光雷達,現在誰用激光雷達誰完蛋,這句話直接引發了自動駕駛領域關于更高一級的技術架構變動。

圖1

其實關于L3 級技術的分歧一直存在,高清攝像頭和激光雷達的選項,是很多車企繞不開的一個選擇題。

圖2

從技術來看,高清攝像頭對于復雜的路況處理仍舊不甚理想,激光雷達由于成本原因,遲遲未能普及,其中Velodyne旗下16線激光雷達售價已經降至3999美元,而64線激光雷達則高達50萬元,128線更是天價。

圖3

雖然特斯拉為行業指出了另一條道路,但首款以及視覺探知為主體的產品卻落到了日產的頭上,基于日產 ProPilot 2.0系統打造的“Skyline(天際線)”將于9月份開始在日銷售。而在另一端,以激光雷達為探知主題的Audi AI已經在市場打拼出了一定的知名度,旗下A8、Q8車型已經上市。

圖4

不過從其技術來看,兩款自動駕駛系統卻呈現了兩個極端,其中 ProPilot 2.0主攻高速封閉路段,實現從高速公路上匝道到出口匝道的全自動駕駛;而Audi AI自動駕駛則放在了60KM/h以下的低速開放路段,兩款系統到底孰優孰劣,我們一點點來分析看。

圖5

據悉,日產ProPilot 2.0系統在硬件上,由Mobileye提供的前置攝像頭升級為三目,毫米波雷達的數量由1個增加到了5個,另外還有7個照相機、12個超聲波雷達,在加上GPS系統和三維高精度地圖數據分析裝置,構成了自動駕駛所需的360度觀察體系。

圖6

作為二級供應商,Mobileye此前提供了單目以及雙目攝像頭,分別對于動態以及靜態對比識別為主,此次升級的三目攝像頭,預計將單目以及雙目攝像頭的優勢進行了整合,但數據運算以及傳輸將指數級提高。

圖7

為此,Mobileye為其提供了EyeQ4芯片,相較于Audi AI的EyeQ3芯片,在運算方面提升了一個數量級。此外,ProPilot 2.0還基于三維高精度地圖進行校正路線。

圖8

與特斯拉Autopilot 系統相比,日產ProPilot 2.0主要優勢在于毫米波雷達系統,Autopilot 僅搭載了一款長測距雷達,而ProPilot 2.0則有5臺,預計將涵蓋長測距以及中測距。

從特斯拉的宣傳中可以看出,號稱其自動駕駛系統達到了L2.5級,而日產ProPilot 2.0定義為L3,由此可以看出,日產在自動駕駛領域不可謂不激進。

圖9

而Audi AI則搭載了1臺長測距探測雷達,4臺中測距探測雷達以及12臺毫米波雷達,此外,來自Valeo的四線激光雷達、Mobileye提供的前向攝像頭組成的L3級自動駕駛系統。

圖10

在芯片方面,Audi AI提供了Mobileye的EyeQ3、Nvidia的Tegra K1、Altera的Cyclone 5 FPGA、Infineon的Aurix四塊高性能的處理器,其系統冗余明顯要高于日產ProPilot 2.0。

圖11

尤其是搭載的Valeo四線激光雷達,該雷達依靠強力的激光脈沖,可以非常精確的獲取前方各類物體的信息。此外,激光雷達還可與攝像頭進行協同辨別,對于奇特形狀改裝車、三輪車以及騎乘各類駕駛工具的行人,都可做到精確識別。

圖12

從其實現場景也可以看出,日產ProPilot 2.0主要使用場景在封閉式路段,普通的城區開放道路要么禁止該功能開啟,要么在免責條款中聲明了不支持非高速路段的自動駕駛。

圖13

從Audi AI的信息中可以獲悉,對于自動駕駛最關鍵的特點就在于車速低于60km/h時可以完全接管汽車,這也是L3級自動駕駛的關鍵信息,但該系統卻支持開放式路段,我們都知道,從高速公路自動駕駛到開放道路自動駕駛是一個巨大的跨越。

圖14

在高速封閉路段行車時,駕駛車輛對于前后車距離標定、車道線以及左右兩側車輛位置進行分析,而進入到開放場景之后,系統將面臨著更多的突發情況分析,如“鬼探頭”、逆行、行人、非機動車以及各種路障、類似車輛物體等海量的信息,這需要工程師建立大量的場景庫,由此帶來的系統標定和測試工作量將成指數級別增長,由此可見奧迪在自動駕駛技術方面更為出色。

圖15

從兩款自動駕駛系統的簡單對比中也可看出,日產ProPilot 2.0主要應用在封閉路段,與特斯拉和凱迪拉克采用了類似的技術架構。

從本質來看,ProPilot 2.0僅僅升級了部分硬件,雖然其應用的速度更高,但系統冗余以及應用場景更為單一。而Audi AI應用范圍更廣,雖然系統規定使用速度要低于60KM/h,但應用場景開放,硬件以及系統冗余更高。

圖16

隨著L3級自動駕駛的興起,固態激光雷達、高清攝像頭、V2X、高清地圖以及5G等技術的進步,基于成本以及消費者需求考量,未來L3級自動駕駛技術路線將更為復雜,激光雷達與攝像頭的技術分歧僅僅才是開始。

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