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深度剖析激光雷達(dá)的昨天與明天

作者: 時(shí)間:2017-06-27 來源:極客公園 收藏

  說到成為「老司機(jī)」,首先需要擁有能夠準(zhǔn)確判斷距離的技巧,這樣才能對(duì)很多的盲區(qū)有所預(yù)判等等,才能更好的去控制。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/201706/361058.htm

  當(dāng)談到,我們就不得不提到這雙昂貴的「眼睛」。最大的優(yōu)點(diǎn)在于它能直接提供精準(zhǔn)的距離信息,這相比我們的雙眼來說更加精確同時(shí)也更可靠,這也是我們相信未來能夠減少交通事故的一個(gè)原因。

深度剖析激光雷達(dá)的昨天與明天

 

  但其實(shí)目前市場(chǎng)上的用于自動(dòng)駕駛的,實(shí)際上沒有一款是在誕生之初就專為自動(dòng)駕駛而設(shè)計(jì)的。

  雷達(dá)早已經(jīng)非常廣泛的運(yùn)用在軍事領(lǐng)域,就像汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓系統(tǒng)來自于戰(zhàn)斗機(jī)一樣,激光雷達(dá)也是利用軍用技術(shù)應(yīng)用到商業(yè)的自動(dòng)駕駛上。

  而最初被拿來應(yīng)用在自動(dòng)駕駛也同樣是一個(gè)非常巧合的事情。

  自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的激光雷達(dá)鼻祖

  故事要從這個(gè)自動(dòng)駕駛啟蒙的比賽說起,早在 2004 年,美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局 DARPA 舉辦了名為 DARPA Grand Challenge 的自動(dòng)駕駛汽車挑戰(zhàn)賽。冠軍的獎(jiǎng)金為 100 萬美元,目標(biāo)是讓汽車在沒有人為控制的情況下自動(dòng)行駛 240 公里。

  第一屆就有超過 100 組隊(duì)伍參加了這次競(jìng)賽,但遺憾的是成績(jī)最好的 Carnegie Mellon 大學(xué)隊(duì)伍所改裝的汽車,僅行駛不到 12 公里,便因轉(zhuǎn)彎卡在巖石上而無法繼續(xù)前行。2005 年,DARPA 舉辦了第二屆 Grand Challenge 競(jìng)賽,并將頭獎(jiǎng)提升到 200 萬美元,但依舊沒有人能夠完成任務(wù)。

  而比賽的一大難點(diǎn)就是復(fù)雜的路況,而想要贏得比賽就需要實(shí)時(shí)對(duì)環(huán)境中的距離有所感知,而最初各個(gè)隊(duì)伍就拿出了非常多的環(huán)境感知方案,雙目甚至多目攝像頭,多個(gè)測(cè)距激光雷達(dá)等等。

  當(dāng)然也并不是無限的堆砌傳感器,畢竟獎(jiǎng)金就那么多,大家的預(yù)算也有限,同時(shí)還要考慮到車輛的負(fù)載,測(cè)距激光雷達(dá)雖然好用,但想要實(shí)現(xiàn)全范圍的檢測(cè)成本和重量難以承擔(dān)。

  這時(shí)候一個(gè)名為 David Hall 的天才工程師有了一個(gè)好想法,車身周圍安裝這么多傳感器為什么不能用一個(gè)代替,于是它使用一個(gè)旋轉(zhuǎn)球,將縱向排列的射出 64 根激光的傳感器不停的旋轉(zhuǎn)測(cè)距,不僅能夠得到 360 度周圍的實(shí)時(shí)距離信息,同時(shí)還能夠大大節(jié)約成本,而這也造就了我們現(xiàn)在在無人駕駛汽車上使用的多線激光雷達(dá)。

  

 

  于是在 2006 年,David Hall 正式推出了可以旋轉(zhuǎn) 360 度的 64 線的激光雷達(dá)。到了 2007 年的 DARPA 挑戰(zhàn)賽上,David Hall 就不親自參加比賽了,而是以雷達(dá)產(chǎn)品供應(yīng)商的角色參與到比賽中來,幫助多支隊(duì)伍參加比賽。

  

 

  而這家供應(yīng)商公司就是我們熟悉的自動(dòng)駕駛激光雷達(dá)供應(yīng)商鼻祖 Velodyne,在完成比賽的七支車隊(duì)當(dāng)中,六支都用的是 Velodyne 改進(jìn)的 64 線的激光雷達(dá)。

  其實(shí) Velodyne 最初成立于 1983 年,總部位于加利福尼亞州的硅谷,是一家多元化的技術(shù)公司,是因?yàn)楦咝阅芤纛l設(shè)備而知名。但到了 2005 年,它因?yàn)榘l(fā)明了搭載在自動(dòng)駕駛汽車上的激光雷達(dá),而被更多的人所認(rèn)識(shí)。

  激光雷達(dá)的明天

  雖然之后被眾多巨頭投資和看好,但卻又遇到了難題:價(jià)格昂貴以及難以量產(chǎn)。要保證激光的發(fā)射和接收不出差錯(cuò),手工組裝和調(diào)校普遍耗時(shí),同時(shí)需要大量精密元器件。

  而此時(shí),人們也看到了未來激光累的巨大的潛力,紛紛入局,一時(shí)間激光雷達(dá)公司不斷涌現(xiàn),但能真正拿出產(chǎn)品的卻寥寥無幾,而且依舊難以快速解決價(jià)格昂貴以及難以量產(chǎn)的問題。

  一邊解決舊問題,而另一邊新的技術(shù)解決方案又出現(xiàn)了:固態(tài)激光雷達(dá),在今年 CES 2017 上,Quanergy 公司的 Solid State LiDAR S3 獲得了汽車智能類的最佳創(chuàng)新獎(jiǎng),而這也是源于它的固態(tài)掃描技術(shù)。

  

 

  當(dāng)然,入局者同樣也有行業(yè)老大 Velodyne,但也不乏創(chuàng)業(yè)公司,例如,Innoviz 和 TriLumina 等等,簡(jiǎn)單來說固態(tài)激光雷達(dá)有幾大優(yōu)勢(shì),掃描速度快、精度高、但最重要的一點(diǎn)還是能夠像生產(chǎn)芯片一樣快速,同時(shí)極大的降低成本。但新技術(shù)同樣面臨很多問題沒有解決,例如遠(yuǎn)距離成像問題,信號(hào)強(qiáng)度問題等等。

  不過從多線激光雷達(dá)到固態(tài)激光雷達(dá),國(guó)內(nèi)也不斷的涌現(xiàn)出一些創(chuàng)業(yè)公司,因?yàn)榧夹g(shù)差距并不久遠(yuǎn),依靠靠近供應(yīng)鏈和逐漸強(qiáng)大的技術(shù)人才,可以說能夠在同一跑道上追趕,而回顧應(yīng)用在自動(dòng)駕駛汽車上的激光雷達(dá)的歷史仿佛就在昨天,留給我們創(chuàng)業(yè)公司的機(jī)會(huì)還很大。



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