2020年12月03日 | 马斯克PK中国新造车势力：激光雷达到底是啥？

激光雷达最近火“出圈”了。

汽车要实现自动驾驶，需要摄像头、毫米波雷达和激光雷达等传感器在汽车上代替人眼，对周围环境进行感知，通过对这些感知信息分析、处理，能让汽车自主决策如何转向、变道、刹车等等。

无人驾驶的感知解决方案长期存在两种路径之争：由摄像头主导、配合毫米波雷达等低成本元件组成，构成纯视觉计算，典型代表为特斯拉、Mobileye等；另一种是由激光雷达主导，配合摄像头、毫米波雷达等元件组成，典型代表为Waymo等主流自动驾驶厂商和无人驾驶出租车初创公司。

一直以来，特斯拉CEO埃隆·马斯克都坚持认为激光雷达“昂贵且没有必要”，而激光雷达高昂的价格一直是限制其量产上车的一大因素。蔚来、理想和小鹏三家造车新势力在自动驾驶领域投入不少，但也都没有将激光雷达纳入自动驾驶的传感器体系中。

小鹏汽车是第一家。近日，小鹏汽车对外宣称将从2021年生产的车型开始升级其自动驾驶软件和硬件系统，采用激光雷达技术提高性能。目前，小鹏 P7全车搭载 31 个自动驾驶传感器，蔚来将在此基础上增加激光雷达作为安全冗余，“打造史上最强的硬件冗余设计”。

量产激光雷达上车已经成为自动驾驶的新战局。

“不造车，帮车企造好车”的华为早已入局，目标是短期内迅速开发出100线的激光雷达。据华为透露，其标准的高阶自动驾驶方案采用3颗激光雷达，未来性能提升且有需求时，其智能驾驶平台最多可接入8颗激光雷达，可以支持L4级自动驾驶的能力。

华为智能汽车解决方案BU总裁王军表示，华为未来计划将激光雷达的成本降低至200美元，甚至是100美元。

近日举办的互联网汽车乌镇夜话论坛上，北汽新能源副总经理、ARCFOX BU总裁于立国也在何小鹏之后对特斯拉“隔空喊话”，称将在明年让激光雷达上车交付。据了解，ARCFOX极狐品牌和华为联合打造了一款HBT新车，将搭载3颗96线的激光雷达和算力高达352万亿次每秒的华为芯片。

何小鹏和于立国表示，在海外市场还将和特斯拉正面对抗，“在国际我们会相遇的。”

是特斯拉的“最新的神经网络计算机”更有效，还是国内即将上车实现量产的激光雷达更可靠？激光雷达登陆国内新造车，下一步将会成为智能汽车的标配吗？

图像识别、激光雷达谁更强？

是否需要搭载激光雷达，一直是自动驾驶领域争论的焦点之一。

目前，自动驾驶的核心传感器包括车载摄像头、毫米波雷达、激光雷达，在ADAS系统中主要以摄像头与毫米波雷达为主，而激光雷达则已成为大部分L3级以上自动驾驶汽车的必选品。

车载摄像头的主要优点在于其分辨率高、成本低，人眼能够快速捕捉海量信息，摄像头也能够获取丰富的信息，但和人眼一样受视野和环境影响。一个单目摄像头最多能捕捉到50°范围内，能观察的距离有限；在夜晚和雨雪等恶劣天气下摄像头的性能会迅速下降。

2018年3月，Uber的一辆自动驾驶汽车在亚利桑那州与一名横穿马路的女士相撞并致其死亡，主要原因是由于夜里光线条件差，经过的路段又处于阴影中，没有准确辨认行人。

激光雷达弥补了摄像头环境信息感知的不足，其最大优势在于能够利用多谱勒成像技术，创建出目标清晰的3D图像。通过测量激光信号的时间差和相位差确定距离，并利用此过程中收集到的目标对象表面大量密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，快速得到出被测目标的三维模型以及线、面、体等各种相关数据，以达到环境感知的目的。

相对摄像头来说，激光雷达能有效识别分辨平面和立体，探测精度、信息丰富程度和对外界的实际感知都更强大，但由于激光雷达属于精密仪器，头部企业在相关领域都有多年的深耕和积累，且成熟的产品具备很高的精度，导致激光雷达成本较高、价格更贵。

特斯拉的自动驾驶解决方案坚持以图像识别为主导，通过覆盖全车的摄像头+超声波传感器和一颗前置雷达以实现高级别自动驾驶场景。近日推出的重写版Full Self-Driving全自动驾驶套件（FSD），更是展现了其在视觉识别上的技术优势。

马斯克曾多次公开质疑激光雷达解决方案的“多余”。“这就像是人类身上的阑尾”，他曾在推文中如此评价。马斯克认为，人类通过视觉收集信息+大脑处理信息的方式进行安全驾驶，意味着自动驾驶也能通过同样视觉感知+算法决策来实现。

对此，同济大学汽车学院人车关系实验室汽车专家王小斌告诉出行一客，从马斯克的观点出发，如果特斯拉真的能做到汽车的摄像头完全像人类一样去感知和判断，即有了足够强的摄像头和算法，理论上靠图像识别解决方案就能实现全无人驾驶。

“出发点是正确的，但机器真的能完全像人类一样去观察和思考吗？现在的难点是，如果只依赖摄像头，能不能达到人眼的效能，获取的信息是否足够支撑判断。”王小斌表示：“人看到前面有坑，或者雨雪天气，从主观上就会更谨慎，对应地做出减速。而摄像头尽管拍到了前面的坑，但是能不能提取出信息、百分之一百地去识别是一个问题。”

事实上，很多研发团队在测试特斯拉的自动驾驶系统时都试图骗过它的摄像头，遗憾的是，这些机器真的“很好骗”。

2月，一名海外的大学生发布的研究论文《ADAS的幻影：驾驶员辅助系统的幻影攻击》中指出了特斯拉的缺陷。他们的团队在一项测试中发现，投影到道路上的人形图像可导致特斯拉Model X减速。而在地面投射假车道标记会使Model X暂时忽略道路的物理车道线。

不难看出，通过摄像头完成的二维图像识别，很大程度上导致了特斯拉自动驾驶系统做出错误判断。

更令人瞠目的是，另一个研究团队近日发现，在一段广告视频中插入不到一秒的禁止通行的交通标志，也可以让特斯拉AutoPilot捕捉到，并做出刹车的决策。

不可否认，技术赋予了摄像头高于人眼的感知能力，而人类可能根本没注意到出现不到一秒的图像，但技术没有赋予摄像头思考判断的意识——没有人会把视频广告中一闪而过的交通标志当真。

国产激光雷达制造商禾赛科技安全及质量工程部总监赵鑫告诉出行一客，激光雷达是汽车要实现自动驾驶不可或缺的传感器，尤其是针对L4级及以上。激光雷达的优势明显，分辨率高、精度高、抗干扰能力强。激光雷达线数越多，测量精度越高，安全性就越高。

产业链的动态变化也反映了激光雷达的必要性。“激光雷达的制造商变多了，更多车厂开始使用激光雷达，这可能比讨论技术路线更有说服力。”赵鑫表示。

激光雷达将登国内新造车

10月，华为轮值董事长徐直军对外分享了华为上车的宏图，明确表示，华为要造激光雷达、毫米波雷达等智能汽车核心传感器，打造新的传感器生态。

华为方面表示，ADS“高阶”自动驾驶方案将在2022年Q1登上量产车。ADS系统采用L4级自动驾驶技术打造，使用2到3个车规级100线混合固态的激光雷达，配合十几个摄像头和6个毫米波雷达，丝毫不输L4级无人出租车。“L4当L2用”的不计成本的规划，可能是让自动驾驶更快落地的路线之一。

与此同时，小鹏汽车的激光雷达量产路线，也引起了其他新能源汽车企业的“共鸣”。

近日，北汽新能源副总经理、ARCFOX BU总裁于立国，在互联网汽车乌镇夜话论坛上表示：“何小鹏前几天在广州车展发布激光雷达时刻表，居然还被西方的某狂人隔空喊话了一把。看到小鹏同志在朋友圈怒怼回去的时候，作为中国汽车品牌的同行，我非常激动。放心小鹏，ARCFOX极狐也会加入与西方国家的竞争中的。我们要和华为一起，声援和壮大民族品牌的力量。”

ARCFOX对于激光雷达量产的规划，与华为在激光雷达领域多年研发密切相关。据了解，该品牌和华为联合打造的一款HBT新车将搭载3颗96线的激光雷达和算力达到352万亿次每秒的华为芯片。这款在激光雷达和超级芯片双重加持的新车，将在明年进行交付。

目前，小鹏 P7 全车搭载 31 个自动驾驶传感器，包含超声波雷达、高精毫米波雷达、自动驾驶摄像头等。小鹏汽车未来将在31个传感器的基础上增加激光雷达，“打造史上最强的硬件冗余设计”。

激光雷达并非何小鹏的突发奇想。何小鹏在广州车展的媒体群访坦言上半年就开始做激光雷达的研究，技术方案的决定要往前回溯近两年的时间。

“我们与传统做第四代自动辅助驾驶的的公司不太一样，他们是以激光雷达为核心画激光雷达的高精地图，而我们则是以视觉高精地图为核心。从趋势来看，全球所有的路、交通灯、法规都是以人的眼睛等角度来看一个世界去开车的，我们认为这是最有效率、最接近真人且最便宜的，同时加上激光雷达组合能够把安全做好的事情。”何小鹏坦言：“说实话，在最开始几年里面我们会把安全的因素放在非常重要的位置，宁愿硬件冗余、宁愿软件冗余，也要把安全做好。”

不难看出，小鹏汽车也认同自动驾驶要从人的眼睛、人的思维来开车，要以视觉感知系统作为核心，激光雷达是辅助性的硬件冗余和安全冗余。

成本是制约激光雷达普及的主要原因，由于国外技术公司的长期垄断，搭载激光雷达的汽车价格居高不下，这让全无人驾驶出租车公司成为其主要买家，而普通消费者对该车型的购买则凤毛麟角。

然而，这个趋势正在逆转。

去年，Luminar发布了低于1000美元的激光雷达解决方案，老前辈Velodyne则计划到2024年将平均售价从2017年的近两万美元降至600美元。中国激光雷达初创公司推出的同级别产品不到外商五分之一价格，撬动了全球激光雷达市场。

也有分析人士指出，在激光雷达降到千元级别前，实现量产对车厂来说也并不轻松，这部分成本转移到消费者后能否被接受也是问题。

小鹏汽车的自动驾驶产品总监黄鑫认为，激光雷达的成本并非不可接受：车规级要求目前已经解决，成本方面也没有想象的那么离谱，还处在一个可接受的范围内。

“未来小鹏汽车自动驾驶辅助技术的发展还会继续充分利用各种定位和感知技术的优势，结合针对中国本土路况开发的软件算法，实现更丰富的自动驾驶辅助功能。”小鹏汽车对出行一客表示。

而对于激光雷达是要买还是要自研，小鹏汽车表示一直在培养自己的供应商，但针对传感器的软件算法上还是专注自研。也有激光雷达领域的从业者告诉出行一客，何小鹏的高调宣言已经掀起了波澜。

“大家也都在观望，小鹏汽车会选哪一家激光雷达供应商，还是会都试一试？无论如何，造车新势力要搭激光雷达，对于整个传感器行业还是有很大促进的。”该从业者表示。