今天小編分享的汽車經驗:北醒李遠:激光雷達就是完美的傳感器,歡迎閲讀。
世界上有完美的傳感器嗎?李遠認為有,激光雷達即是。他説:" 看待激光雷達的未來,要站到更高維度來看。"
文丨智駕網 黃時雨、黃華丹
編輯|浪浪山上的小豬妖
北醒創始人李遠,是一位激光雷達的科技樂觀主義者。
這麼稱呼他,是因為他提出了許多讓人耳目一新的説法:
激光雷達是把真實世界數字化最完美的傳感器,最終可以讓整個物理世界都可以運算和控制;
激光雷達的固态化本質上是半導體化,而激光雷達一旦半導體化就将遵循摩爾定律,這意味着成本迅速下降,性能翻倍提升。
激光雷達和攝像頭角色可能會發生轉變,本質原因激光雷達是主動性的傳感器,可以主動發射信号,可控,形成收發閉環;而攝像頭需要借助太陽光形成感知,不可控制,會存在較大的感知誤差。
不過,一段時間以來,激光雷達再次面臨生死之問,一方面,從定點到量產到規模化,再到各個維度的性能提升,國内眾多激光雷達的產品陷入深度内卷。
另一方面,多傳感器數據融合的復雜性,讓激光雷達處于一個尴尬的位置,在開啓率、降低事故率方面,沒有數據支撐激光雷達在現階段的智能駕駛中發揮了決定性的作用。
激光雷達一方面被認為是智能駕駛不可或缺的傳感器,但一方面因為成本、性能、穩定性,業内關于它激光雷達的争議也從未停息。
李遠認為,看待激光雷達的未來,需要從一個更高的維度來審視。
智能汽車可以視為當前物理世界的一個子世界。李遠説,作為感知、預測、規控三大單元的第一個單元,激光雷達在感知環節可以讓我們以小見大,看到許多東西。
01.智能汽車是物理世界的一個子世界
一直從事光學行業的李遠雖然并沒有将自己的研究方向錨定在尋找上帝粒子上,但他對于 " 基本粒子和相互力 " 構成了今天的物理世界熟稔于心,他説:" 一個是存在,一個是存在的關聯 "。
" 在物理世界中創造一個子世界怎麼做呢?原理是相似的,要創造一個物質主體,在物質主體之間構建關聯性,掌握了它,就可以創造一個個子世界。"
智能汽車可以視為當前物理世界的一個子世界。
" 人工智能在過去幾年已經構建了智能汽車的物質體系,包括 CPU、GPU、電池、傳感器等,這些構成了它的系統。這些系統相互作用,分為内部和外部兩類,内部是指它自己的相互作用,外部是指與整個物理世界的相互作用,使得自己和整個大的物理世界有數據的傳輸和感知,但是外部數據的獲取途徑更為復雜,所以難度更大。"
攝像頭、毫米波雷達、激光雷達即是子世界和外部世界建立關聯的相互力。
李遠對于智能汽車搭配的傳感器演進描述為三個階段:
首先是激光雷達為攝像頭提供真值校準的階段,部分車型使用激光雷達,大部分車型采取攝像頭為主的視覺方案,此階段激光雷達和攝像頭并存。
第二階段,随着激光雷達能力的提升,開始廣泛應用于大多數車型,同時成本下降到大家能接受的程度,算法也更成熟,但此時依然是多傳感器并存的階段,随着智能駕駛的需求步入高清時代,通過 512 線的激光雷達可以實現對攝像頭做全流程真值校準。
第三個階段是激光雷達成為智能駕駛的必備感知硬體,一輛車上安裝多顆激光雷達,協作實現全視場無死角掃描。李遠表示,期待在兩三年後激光雷達能有一個非線性的爆發式增長。
李遠的看法顯然是激光雷達最為樂觀的一派。他認為長期看激光雷達在未來的占比會越來越高。在第二階段多傳感器并存的基礎上,進一步實現激光雷達的爆發性增長,也就是在一定程度上實現對其他傳感器的替代。
相比而言,有的激光雷達公司則認為激光雷達和攝像頭、毫米波雷達等多種傳感器會長期共存。
而當前市場上也有視覺方案的支持者認為激光雷達最終會被完全淘汰。
02.采用主動信号的激光雷達效率更高
當前激光雷達的弱點有哪些呢?
除了成本高這一業内共識之外,還有兩大弊端,一是分辨率低,性能不夠強,另一個即是使用難。
那何以在李遠看來,激光雷達的應用會媲美攝像頭呢?
這是因為 " 激光雷達最大的優勢它是一款主動性的傳感器,有着攝像頭不能替代的優勢。"
從兩種傳感器的工作原理來看,激光雷達和攝像頭的主要區别在于其接收信号的主動性和被動性。
在智能駕駛領網域,以攝像頭和激光雷達為例;
被動性的傳感器特征是自己不發射信号,直接借助太陽光來形成感知。由于不控制發射,無法形成收發閉環,存在不可控因素,會導致產生較大的感知誤差。
而主動信号是傳感器能主動發出信号,因而可以嚴格控制信号質量,知道信号發射時間,并精準了解對象物的所有情況。但其缺點是成本高、使用相對較難,且分辨率較低。
激光雷達就是以主動信号完成感知的傳感器。
成本高、使用難、分辨率低于攝像頭也是激光雷達目前普遍被诟病的缺點。
但分辨率低、使用難基本上已來到了解決的臨界點。
李遠認為,首先在分辨率問題上,目前北醒已經做到了可以媲美百萬像素清晰度的分辨率。分辨率已經不再是激光雷達的弱點。
今年上海車展期間,北醒又發布首個車載 512 線激光雷達平台 " 北醒應龍 ",以及基于該平台的 256 線產品 AD2-s。
未來,北醒還将基于該平台開發更高階的產品。
" 北醒應龍 " 平台便是由此而生。
其優勢就在于保證激光雷達性能的同時,降低激光雷達開發和應用的成本。
北醒應龍的平台架構由三個模塊組成,分别是高精 2D 掃描系統,905nm 陣列收發和自定義 SoC。
從技術上來説,傳統的 1D 堆疊掃描,線數的提升會帶來對應線數增長的收發器件堆料數量的增長。而高精 2D 掃描 + 陣列收發的組合可以避免傳統 1D 掃描的收發器件堆疊,不需要堆料就能完成,因而也不會明顯地增加功耗。
而且,李遠表示,伴随線數的增長,2D 掃描方案的單線感知成本還會逐代降低。
搭配北醒的軟體控制系統,高精 2D 掃描系統還可實現軟體定義雷達,可以主動對激光雷達的性能進行調節,在感知過程中實現局部高清、視場角聚焦高清和全局高清等不同模式,可自主調節視場角和掃描次數等。
這将大大提高激光雷達的探測精度并進而增強智能駕駛系統的安全性。
例如,在探測一個小目标為車或小孩時,可以通過控制激光雷達以 4 倍高清掃描探測,就能在更遠的距離探測到前方是一個小孩。如果不需要 4 倍高清,軟體系統同樣可以定義以 2 倍高清進行掃描探測。如果定義一個小區網域,也可以定義成上下高清。
在真正危險性高的場景下,例如十字路口和轉彎,可以通過軟體定義提高激光雷達局部探測範圍的分辨率,實現對危險區網域的重點監控,幫助車輛脱離困局。
這也是北醒做激光雷達平台的核心。
今年發布的 256 線產品 AD2-s 即為基于北醒應龍平台的 2023 年首發新品。10% 反射率下探測距離 200 米,視場角 120 ° *25.6 °,最大分辨率 0.1 ° *0.1 °。
03.平台化讓激光雷達性能和成本解耦
将激光雷達平台化是北醒的先人一步。
平台的特點是感知可持續增強、模塊化設計、成本可控。
簡單説來即是性能可迭代,設計模塊化,成本會越來越低。對主機廠而言,采用新版本的激光雷達無需改變整體外觀和接口,可以大大降低适配成本。
但顯然即便北醒推動激光雷達進入了平台化階段,但使用難和成本問題依然制約激光雷達向 10 萬-20 萬級車型的滲透普及。
這與激光雷達目前使用量不夠,無法形成規模效應有關。
李遠認為,目前激光雷達的市場滲透率還不到 1%,市場空間還有很大。
"激光雷達的成本下降本質上也遵循萊特定律,即產量提高一倍,平均成本下降 15%,攝像頭在車端市場的應用量和在手機市場的應用量相比,手機市場要大得多。從未來應用量的需求來看,車載激光雷達的增速需求更高,產能提升速度更快,要實現成本 15%-10% 的下降,在車載領網域,激光雷達比攝像頭更容易做到。"
但正如市場上對激光雷達的評論聲音極為多元,李遠也坦言 " 現在還處于忍痛期 "。
李遠将新興朝陽技術的市場培育期稱為 " 忍痛期 "。
而只有具備強大的戰略忍痛力的企業公司才能存活,并最終享受科技的創新紅利。
" 以動力電池為例,也經歷了長時間非常疼痛的時期,這期間電池企業的市值從一百億元,到一百多億美金,再到現在的近萬億元人民币,這就是戰略忍痛力,也是對我們高科技人提出的高要求。"
激光雷達現在确實能解決問題,一項技術被認可,需要使用它的用户也覺得好,激光雷達上車之後,為智能駕駛形成正向閉環,真正把事故率降低了,再形成一個閉環。
激光雷達產量要上去需要 " 忍痛 " 到那個時候,這也需要從事激光雷達創業的人願意忍到那個時候。
那麼激光雷達產業何時才算真正度過這個忍痛期呢?
李遠説:" 有幾個關鍵點,一是激光雷達的滲透率達到高水平。二是國内迎來自有市場的爆發期。第三個,政策惠利還在陸續釋出,過了這三個關鍵點,才能真正度過忍痛期。"
不過對于未來,李遠是典型的樂觀主義者:" 今天卷性能、卷成本,説明還有我們這些工程師奮鬥的空間,是我們的美好時代,可以充分展現工程師的優點。"
這是任何一項新技術都需要經歷的階段。
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