抛弃双手只留眼睛,智能驾驶还有这种骚操作?

在追求车辆智能化的市场大环境下,智能驾驶辅助系统成为各大主机厂热衷的研究方向,这也是不少车友在茶余饭后津津乐道的话题。如果抛弃激光雷达、超声波雷达等传感器,只在车辆上配备多个摄像头来实现各种智能驾驶辅助功能,这种看似极端的做法真的可行吗?

特斯拉为何敢于移除超声波雷达?

一直都看好视觉算法的马斯克,给出了他自认为可行的答案。前不久,特斯拉官宣自2022年10月份,将车辆上的超声波雷达逐步移除,至此也就意味着特斯拉旗下的车辆,未来会依靠100%视觉方案去实现智能驾驶辅助功能(Tesla Vision 视觉处理系统)。

我们先来看看被特斯拉官宣移除的超声波雷达,有些朋友可能对这个词汇比较陌生,不知道它是一件什么东西,更不知道它被安装到车辆上有什么作用。其实在我们日常低速倒车时,车辆距离后方障碍物过近,车内会发出急促的“滴滴”警报声,以防车辆被障碍物剐蹭或发生碰撞,这其中的大功臣非超声波雷达莫属。

讲到这里大家的脑海里是不是浮现出了“倒车雷达”四个字?没错,我们所熟知的倒车雷达,其中负责车外探测障碍物距离的传感器,大多数都是超声波雷达,但也有像特斯拉这样的例外存在。

顾名思义,超声波雷达是一种利用超声波来测距的雷达传感器,它的工作原理是向外发出40Hz、48Hz等频段的超声波,通过接收器来计算发出到接收的时间,从而测算出和障碍物之间的距离,其工作范围一般在15~500cm之间。

通俗点说,超声波雷达的工作原理其实就是蝙蝠探路。我们生活中所见到的蝙蝠,它们一般视力非常差,在飞行时为了避免发生碰撞,蝙蝠会用嘴巴发出声波,再用耳朵接受返回的波,以此来大概判断出前方是否有障碍物。

大海中的海豚和鲸鱼,也是依靠超声波进行交流,不过它们发出的声波传输距离非常夸张,鲸鱼甚至可以和上千公里外的同伴利用超声波进行交流,相比之下车辆上的超声波雷达可就有些相形见绌了。

从智能驾驶的角度来说,碍于超声波雷达无法精确定位障碍物位置,其波速受天气、温度等影响较大,以及探测距离越远测量结果越不精准等特性,车辆上配备的超声波雷达主要是用作于人工倒车,或者是自动泊车等功能,所以它并不会对上路正常行驶产生较大的影响。或许正是因为这个原因,特斯拉才敢大胆放心的去移除车辆上的超声波雷达。

摄像头支撑智能驾驶 三维空间深度数据是重心

以摄像头为探测传感器,其工作原理类似于以人类的眼睛看东西,车辆上配备的摄像头可以将车辆周边的事物数据信息,经过神经网络架构对其感知、检测、追踪等操作,并在系统内部形成2D图像级的二维图像。

我们都知道,理论上要实现完全智能的自动驾驶,需要用到厘米级的导航地图,可二维图像就像看到了马路上有辆行驶的汽车,但是并不知道自己距离那辆车有远,也不知道那辆车的行驶速度等深度信息,仅依靠二维图像去实现智能驾驶,就无法保证车辆在行驶中的安全问题。要想安全的实现智能驾驶,必须要把二维图像升级为具有深度数据的三维空间,这里就需要多个摄像头协作来完成了。

现在市场中常见的有单目、双目等类型的摄像头组合,单目摄像头其实就像人闭上一只眼睛去看东西,这种情况会导致视角变窄,整体感知能力下降等问题。

双目或多目摄像头就像是用人的双眼去看东西,较于单眼来说视角会变宽,感知能力也会上升,同时还能根据收集来的信息,以及多个摄像头之间和探测目标形成的夹角,利用算法来分析距离目标有多远等信息。

同一个物体,如果同时被多个摄像头探测到,就可以根据预先设定的视觉算法,把多个摄像头探测到的数据融合在一起,经过神经网络训练将二维图像转变为三维空间,从而精确地计算出自身距离物体有多少米,物体的运动速度等参数。

有了这些详细的参数,系统就能识别出距离前方的车辆有多远、其车速是快还是慢,最终根据工程师设定好的逻辑,实现自身的加速、制动和变道等操作,这也就是我们所说的智能驾驶。

摄像头虽然也会受到天气的影响,但它的探测距离要比超声波雷达远得多,探测物体位置的精准度也是高于超声波雷达。以特斯拉Model X(配置|询价) Plaid 版为例,它搭载的前、后、侧方等多个摄像头,探测角度可达360度,并且拥有250米的探测范围,辅以视觉算法技术的加持,在满足安全等各方面的前提下,智能驾驶辅助系统就可以接管并驾驶车辆,所以像泊车这种车辆以低速行驶的场景,自然也是不在话下的。

使用视觉算法来实现智能驾驶,一直以来都是特斯拉引以为傲的事情,只不过贸然移除超声波雷达,对特斯拉也是有些影响的,这点可以从官方所说的“取消雷达后的新车的前后召唤、智能召唤、自动泊车、泊车距离辅助功能将受到影响,但后续会通过OTA修复。”中可以得知。但也不难从这句话中看出,特斯拉对自家以视觉算法为核心的智能驾驶是多么的自信。

特斯拉是智能驾驶视觉算法的开创者?

确实主要以摄像头+视觉算法来优化智能驾驶的做法,能做到如此优秀的地步,客观地来说特斯拉在这个领域的实力不容小觑,很多人都是因为特斯拉才知晓还有这样的骚操作,相信不少朋友会觉得这种手段是特斯拉开创的先河,但事实并不是这样的。

2014年是特斯拉HW1.0时代的开端,细数支撑起HW1.0正常运作的硬件,主要包括1颗来自Mobileye的EyeQ3视觉处理芯片,以及1颗前视摄像头、12个超声波雷达和1个毫米波雷达组成,重点要注意的是特斯拉当时的视觉算法技术,也是由Mobileye公司提供的。

在那时候特斯拉和Mobileye公司属于是合作伙伴关系,视觉处理芯片和视觉算法都是后者着手研发,在特斯拉当时的车辆上进行打包安装的。通俗点说,以色列这家于1999年创立的Mobileye公司,在智能驾驶视觉算法上的研究是要早于特斯拉的。其实在Mobileye公司创立之前,其创始人就以1颗摄像头,对现实生活中的物体进行探测和识别的超前理论,在当时获得过来自通用、丰田的大额项目研究资金。

虽然Mobileye公司是较早研发智能驾驶视觉算法的,可如今它也不再是单单使用摄像头,而是加入了大量激光雷达等传感器,使用摄像头+激光雷达的融合算法技术,更好的去实现真正的L4、L5级别的智能驾驶。

特斯拉为什么看好纯视觉算法?

其实像特斯拉这种无限制押宝纯视觉算法的思路,既不能说它是错误的方向,更不能说它是一个正确的方向。

没有任何事情有绝对的对于错,特斯拉押宝摄像头的一部分原因,是自身经过很多年积累下来的成熟视觉算法技术,这些已经攥在手心里的东西,如果抛弃不使用的话,多年的心血岂不是打了水漂?

如果也像多数友商一样,使用视觉算法+激光雷达的融合技术,那么激光雷达方面的技术就需要再去花时间研发、积累,或者是直接购买供应商的算法技术,无论是选择自研或是购买,哪一条路都是极其耗费资金的。除了软件层面成本的问题,硬件成本也是一个棘手的问题,相较于激光雷达来说,摄像头的价格相对低了不少。

作为一名商人,作为一家公司,最终进入口袋的利润才是关键所在。假如特斯拉在自家车辆上装配激光雷达,并使用融合算法技术对智能驾驶辅助系统进行加持,这么大的一摊成本谁来买单呢?

如果特斯拉不提高车辆的售价,那么利润空间一定会被压缩,没有人会想干这样的赔本买卖。假如把这些费用附加在售价里,那么车辆的终端售价会有一个不小的上浮趋势,更加高昂的售价在面对市场中的竞品时,特斯拉会不会感到压力山大呢?再者,消费者会为更加高昂的售价买单吗?这些都是未知数。

以上的种种猜测,其实也能看出一部分特斯拉为什么要押宝视觉算法的原因了。这就像是楼下的两家咖啡店,A家卖5块钱一杯的速溶咖啡,B家卖35一杯的手磨咖啡,都知道手磨咖啡味道好,但5块钱一杯的喝了也能提神,除非有极其必要的特殊理由让我去B家买,否则我去A家买,还能省下一笔费用,放钱包里存着它不香吗?

但不得不说特斯拉的视觉算法,自2014年起已经更新迭代了很多次,旗下的车辆也是在全球范围内颇为畅销,虽然时不时会出现一些让人心惊肉跳的事故新闻,但单单在智能驾驶视觉算法这块领域,目前特斯拉确实是行业内的佼佼者之一。

2022-10-12

2022-10-12