激光雷達應用溫度驟升 自動駕駛能繞開激光雷達嗎？

5月19日，百度自動駕駛與禾賽科技簽約將定制激光雷達;同時，小馬智行也宣布其自動駕駛系統將搭載美國初創公司Luminar的激光雷達;而且，華為的激光雷達已成為極狐阿爾法S華為HI版的標配……近來，激光雷達應用溫度驟升。

2年前，特斯拉CEO馬斯克甚至在一次論壇上公開放言“誰用激光雷達，誰完蛋!傻子才用激光雷達!”曾惹惱無數同行，但特斯拉所有車型上至今沒有采用激光雷達。那么，自動駕駛技術路線繞得開激光雷達嗎?

■車企爭相采用的“香餑餑”

近來，隨著自動駕駛、輔助駕駛等功能的“上車”，作為其重要支撐的激光雷達正在越來越廣泛地被使用，而且產品上也出現了“蝶變”，變得更加豐富多彩，特色鮮明。

外觀變化較大。與之前裝配在車頂上方類似警燈的激光雷達相比，如今隱形設計成為主流。近日在上海車展上亮相的蔚來首款轎車ET7上，激光雷達已經融入車頂中部，視角良好。蔚來ET7采用的是其投資的國內激光雷達公司圖達通(Innovusion)的產品。雖然數據尚未公開，但之前圖達通的激光雷達原型機參數顯示，可以實現500米的遠距離高清探測。

目前自動駕駛技術路線的潮流是多種雷達組合形式。如小鵬P5的自動駕駛系統，使用了由2個144線激光雷達、5個毫米波雷達、12個超聲波雷達、13個高清攝像頭和1組高精度定位單元組成的超強感知傳感器。其中2顆激光雷達來自大疆旗下覽沃科技定制版車規級“浩界”激光雷達，探測距離150米。尤為與眾不同的是，激光雷達被安裝在前保險杠的兩側。而極狐阿爾法S華為HI版上搭載了華為自動駕駛方案ADS，包括3個96線車規級激光雷達、6個毫米波雷達、13個超聲波雷達、12個攝像頭，同時搭載算力高達400TOPS(1TOPS是指處理器每秒鐘進行一萬億次運算)的華為自研計算芯片。

此外，固態激光雷達也逐漸走向應用。長城WEY摩卡SUV的前保險杠上，出現了德國Ibeo公司的固態激光雷達，其每次脈沖可發射高達25.6萬個點，由高靈敏接收器接收后可完成精確點云的繪制，角分辨率更是達到了0.05度x0.07度，充分保證了高速行駛時對周圍障礙物的無盲區探測。

“隨著智能汽車上自動駕駛及輔助駕駛技術的廣泛應用，激光雷達正在成為其中必不可少的重要角色。尤其是固態激光雷達，具有體積小、質量輕、高靈敏度、高性能、易安裝等特點，發展前景更為廣闊。”西安工業大學微電子技術實驗室工程師魏冬在接受《中國汽車報》記者采訪時表示，目前來看，雷達類感知元器件的發展趨勢，一是激光雷達逐漸占據“C位”，其既能測距也能測速，綜合性能優于毫米波雷達和超聲波雷達，尤其是固態激光雷達的優勢更多;二是將不同類型的雷達組合使用，成為越來越多車企的選擇。

■自動駕駛能繞開激光雷達嗎?

曾經，一位特斯拉車主在使用輔助自動駕駛功能時，汽車撞上了一輛白色貨車。調查發現，這是因為車上的攝像頭對白色涂裝的貨車無法辨識距離造成的，同樣的事故在美國就發生過幾起。因此，特斯拉后來加裝了毫米波雷達，以探測與前方物體之間的距離。

“毫米波雷達可以探測有限的距離，但卻無法精確感知行人與周邊障礙物的形狀，而這些激光雷達都可以做到，特斯拉是用比較強的算法彌補了一部分毫米波雷達的缺陷，但還是有不足之處。”華南理工智能感知與控制工程研究中心研究員張睿林向《中國汽車報》記者介紹，以往，激光雷達存在探測距離與清晰度不夠的技術問題，價格也是“物以稀為貴”，但近幾年技術有了較快的進步，成本也會進一步降低。以往64線的激光雷達就可以算高清，現在像華為用于極狐的96線、小鵬采用的144線的激光雷達已不罕見。

據介紹，特斯拉當初之所以不用激光雷達，只使用高清攝像頭作為輔助自動駕駛的感知器件，是因為激光雷達的成本太高。僅在5年前，64線激光雷達的價格就高達10多萬美元，近人民幣70萬元。如此一來，車的成本將大幅增加，高昂的價格將成為汽車量產的障礙。

近年來，與智能汽車進程的提速相適應，國內外激光雷達的技術進步越來越快。近日，華為智能汽車解決方案部門總裁王軍表示，華為正組織力量通過技術研發，一方面推動毫米波雷達技術進步，使之在保持成本優勢的基礎上性能接近激光雷達;另一方面推動高清激光雷達技術優化，將成本降下來。此前有報道稱，華為甚至有可能將使64線雷達的價格降到200美元(約合人民幣1300元)左右。而市場報價顯示，國產128線激光雷達的批發價格，去年已經降到了2.8萬元左右。

今年的上海車展上，一系列國產激光雷達新品亮相，令人振奮。其中，鐳神智能推出的CH128X1，為128線高清激光雷達，在前方物體10%反射率狀況下可探測距離200米，單回波每秒點云數高達85萬點(點數越高建模圖像越清晰)。一徑科技發布的固態激光雷達ML-Xs，視場角可達120°x25°，等效約200線，主要面向ADAS(輔助自動駕駛)以及L4+級自動駕駛車輛。同時，禾賽科技、速騰聚創等也有高清激光雷達新品推出。

“激光雷達由傳統的機械式向固態MEMS(微機電系統)激光雷達進化、多傳感器的融合等都是技術發展的方向，除了向高線數發展，‘看’得更清晰之外，與之相應的芯片、軟件和算法也很重要。”張睿林表示，只有這些要素協同發揮作用，才能構成一個完整高效的自動駕駛感知系統。“目前來看，自動駕駛難以繞開激光雷達。”他認為。

■還有哪些瓶頸待突破?

極狐阿爾法S華為HI版在自動駕駛測試中，面對由行人、車輛、交通標線等組成的復雜的城市交通路況，測試車全程零接管，表現得像一位老司機一樣。由此表明，激光雷達不僅發揮了重要作用，而且與其他傳感器一起，構成了有安全保證的自動駕駛感知系統。

逐漸走向成熟的技術，日益下降的成本，都為激光雷達的大規模商業化構筑了一定基礎。“但是，激光雷達的商業化應用還有三個瓶頸問題有待破解。”魏冬表示，一是在技術上包括固態激光雷達的探測性能上，還有可以提升的空間，這也是華為等企業正在努力的目標。二是相應的芯片、軟件、算法也有繼續開發的空間，例如，在自動駕駛算力芯片方面，特斯拉自研芯片為14納米制程，采用兩顆芯片，算力達到144TOPS;英偉達采用的是4芯片，算力為320TOPS，其推出的面向L5級自動駕駛平臺，算力高達2000TOPS。去年下半年以來的芯片短缺，短時間內也會影響激光雷達的價格難以進一步降低。三是隨著激光雷達技術進步及應用的加速，相關技術標準及檢測標準缺失的問題日益顯著。

在技術規范方面，2020年末，《車載激光雷達檢測方法》作為國內第一部車載激光雷達標準終于立項，目前正處于推進之中。“相關技術標準及檢測標準的制定與完善工作應該進一步提速，否則將會制約激光雷達的技術發展和市場應用。”張睿林認為。

值得注意的是，一些曾經“棄用”激光雷達的自動駕駛公司或車企，正在作出改變。如此前一直堅持不用激光雷達的百度自動駕駛，也已經將激光雷達裝上了自動駕駛汽車。近日，百度在北京提供市民試乘的第四代無人共享車上，首次搭載了定制的激光雷達。而更為耐人尋味的是，近日有消息稱特斯拉也有可能將啟用激光雷達……

“在日漸成為自動駕駛舞臺焦點的同時，激光雷達有望迎來一個屬于自己的黃金時代。”魏冬認為。(趙建國)