如果你有关注无人驾驶技术,你可能看过从 Google 到特斯拉,以及很多创业公司的自动驾驶展示影片和图片。但无人驾驶技术到底发展到了什么程度了呢?
根据美国加利福尼亚州车辆管理局(DMV)发布的 自动驾驶年终报告 ,Waymo 、通用、日产名列前三。
Google 的无人驾驶技术成熟度在这份报告中得以体现,和其他公司相比,Waymo 旗下自动驾驶汽车的表现最好,而且有大量的测试数据。
2016 年,Waymo 无人驾驶车辆在行驶里程增加了 50%,达到了 635868 英里,而人工接手的系统次数大幅度降低,由 2015 年的 341 次下降到了 124 次,并且大多数路测是在“复杂的城市和郊区街道”上进行的。
目前,Waymo 无人驾驶驾驶汽车已累计行驶达 230 万英里,测试包括让无人驾驶汽车并入直行车道,在建筑区域导航,改变车道及绕过道路中的障碍物等等。
要想让一辆无人驾驶汽车清楚地知道自己在哪里、眼前有什么障碍物,除了精确的 GPS 外,还需要测距传感器、超声传感器和雷达传感器等“多传感器融合”。
目前,主流的技术硬件设备包括:毫米波雷达 + 摄像头,或者再搭配激光雷达。在很多自动驾驶开发平台上,往往是综合运用这三者,然后通过相应的软件算法去处理这些设备收集而来的数据。
Waymo 的出色表现,离不开诉讼中涉及到的激光雷达,激光雷达是目前无人车检测对象(障碍物)是最关键的技术之一,它通过每秒发射上百万的激光束来对车辆周围的环境细节进行绘制。
但其昂贵的价格可能成为商业发展的绊脚石,初期 Google 使用的是激光雷达传感器厂商 Velodyne 提供的激光雷达传感器,在当时单个 64 线(线数越多,性能越好,造价越贵)激光传感器的价格达到 7.5 万美元,几乎是一辆中档轿车的价格,高端一些的激光雷达成本甚至达到来 70 万美元。
于是 Google 在2015 年就与 Velodyne 分道扬镳,开始自己研发新型激光雷达系统。今年年初Waymo 的 CEO John Krafcik 就在北美汽车展上宣布,目前 Waymo 旗下单个激光雷达价格和前些年相比下降了 90%,从数年前的 7 万多美元降至目前的 7 千多美元
不过这个价格时还不足以让其大规模普及,毕竟一台无人车配备的激光雷达往往不止一个。为了降低成本,一些厂商也采取了毫米波雷达+辅助驾驶摄像头的方案,比如特斯拉。
特斯拉在去年 10 月更新了自家的自动驾驶硬件系统 Autopilot 2.0,在车身四周一共安了 8 个镜头来提供 360° 视野、感测 250 米的距离,还有 1 个雷达和 12 个超声感测器到原来两倍大的范围,一个增强版的前向毫米波雷达,能够帮助汽车在雨雪、雾尘等天气下探测到前方车辆。
此外还升级了车载电脑——新系统的大脑 “Tesla Neural Net”,每秒钟能进行 12 万亿次计算,比上一代车载电脑快了40 倍。
由于没有配置激光雷达,特斯拉有效控制了车辆成本,其全新自动驾驶功能套件的价格也很好的控制在了 8000 美元。
这种方案可以更好地识别对象和色彩等,但是测距的精确性不如激光雷达。而廉价的毫米波雷达精度不够,甚至无法对行人进行感知。
作为补充的光学摄像头也没有穿透力,需要光线,只能获取 2D 图像,3D 环境建模只能靠算法理解,一旦获取的图形有误差,会极大的影响最终分析结果。
因此不少厂商正在通过投资扩大生产来降低激光雷达的成本,去年 8 月福特和百度已向 Velodyne 投资了 1.5 亿美元,以推动他们无人驾驶汽车项目的发展。去年 12 月 Velodyne 就宣布固态激光雷达设计方面取得了突破,在大批量生产的情况下有望将成本降至 50 美元以下。
随着 Waymo、 Velodyne 等企业相继宣布将在激光雷达硬件上提供新的解决方案,大幅度缩减激光雷达成本。这个领域接下来很可能产生新的大硬件服务商,并且快速投入自动驾驶车辆的配置中,加速无人驾驶的到来。
除了硬件外,软件层面的算法更是决定无人车运行的胜负手。感应器探测到一个物体,要靠相应的软件加以识别后才有意义,就像眼睛看到物体后,要经过神经传递给大脑处理一样。
所以像雷达、图片识别器这些硬件,特斯拉会外包生产,而识别软件则要自己研发,这才是最核心的技术。
部分厂商正通过深度学习技术来打造自动驾驶的人工智能系统,人工智能的第一个产业级应用有望诞生在无人驾驶领域,但对于对于大众而言还是有种科幻片般的距离感。