最近這幾年,自動(dòng)駕駛領(lǐng)域就像個(gè)熱鬧的“辯論賽場(chǎng)”,而 “純視覺方案” 和 “激光雷達(dá)方案” 就是場(chǎng)上最針鋒相對(duì)的兩個(gè) “辯手”,雙方支持者吵得不可開交。
這不最近,特斯拉CEO馬斯克和優(yōu)步 CEO 這兩位就“激光雷達(dá)和純視覺到底誰(shuí)更行”,吵了起來!
馬斯克:純視覺才是自動(dòng)駕駛的“王道”
日前,據(jù)知名科技媒體teslarati 報(bào)道,馬斯克最近又在公開場(chǎng)合亮明立場(chǎng),反復(fù)強(qiáng)調(diào)搞自動(dòng)駕駛壓根不用依賴激光雷達(dá)這種“多余” 的傳感器,甚至放話稱,用了激光雷達(dá)反而會(huì)讓自動(dòng)駕駛汽車的風(fēng)險(xiǎn)直線上升。
馬斯克認(rèn)為,汽車就像人一樣,靠“眼睛”(也就是攝像頭)看世界就夠了,再配上強(qiáng)大的算法,完全能應(yīng)對(duì)復(fù)雜的路況。
他曾多次在公司內(nèi)部會(huì)議和公開演講中提到,激光雷達(dá)這種設(shè)備,看似能提供更豐富的數(shù)據(jù),實(shí)則是“畫蛇添足”。
不過純視覺方案也不是沒有缺點(diǎn),最讓人擔(dān)心的就是極端天氣下的表現(xiàn)。比如遇到暴雨、大霧或者大雪天氣,攝像頭的視線會(huì)受到嚴(yán)重影響,就像人在惡劣天氣里看不清路一樣,這時(shí)候純視覺系統(tǒng)的識(shí)別精度就會(huì)下降。
但是,馬斯克認(rèn)為,隨著算法的不斷優(yōu)化,這些問題都能逐步解決。他舉例說,現(xiàn)在特斯拉的FSD 已經(jīng)能通過分析路面的反光、車輛的尾燈軌跡等細(xì)節(jié),在暴雨天里準(zhǔn)確判斷路況,未來還會(huì)越來越完善。
優(yōu)步CEO :多傳感器組合才靠譜
不過,對(duì)于馬斯克的言論,優(yōu)步的CEO 達(dá)拉?科斯羅薩西卻站在了對(duì)立面,他明確表示更認(rèn)可 Waymo 的多傳感器方案,也就是給自動(dòng)駕駛汽車裝上激光雷達(dá)、雷達(dá)和攝像頭。
在最近接受媒體訪談時(shí),達(dá)拉詳細(xì)闡述了自己的觀點(diǎn),他覺得要實(shí)現(xiàn)“超人類級(jí)別” 的自動(dòng)駕駛安全性,只靠攝像頭遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,必須得有激光雷達(dá)和雷達(dá)這些設(shè)備 “幫忙”。
達(dá)拉最有力的論據(jù)就是激光雷達(dá)的成本下降。他算了一筆賬:“以前固態(tài)激光雷達(dá)的成本要幾千美元,普通消費(fèi)者根本承受不起,但現(xiàn)在成本已經(jīng)降到 500 美元了,這個(gè)價(jià)格已經(jīng)很親民了。既然有這么便宜又好用的東西,為啥不用來提升車輛的安全性呢?”
在他看來,500 美元的成本,對(duì)于提升自動(dòng)駕駛的安全系數(shù)來說,是非常值得的投入。
優(yōu)步在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的布局,也印證了達(dá)拉的觀點(diǎn)。優(yōu)步所有合作的自動(dòng)駕駛技術(shù)公司,用的都是“攝像頭 +雷達(dá)+ 激光雷達(dá)” 的組合方案。
達(dá)拉說:“我們和這些合作伙伴一起做了很多測(cè)試,發(fā)現(xiàn)多傳感器組合能應(yīng)對(duì)更多復(fù)雜場(chǎng)景。比如在隧道里,攝像頭因?yàn)楣饩€暗可能看不清,但激光雷達(dá)不受光線影響,能精準(zhǔn)識(shí)別隧道里的障礙物;在高速上,雷達(dá)能提前探測(cè)到遠(yuǎn)處車輛的速度和距離,給系統(tǒng)留出更多反應(yīng)時(shí)間?!?/p>
不過,達(dá)拉在站對(duì)激光雷達(dá)的同時(shí),還留了點(diǎn)余地:“我個(gè)人覺得多傳感器組合是正確的解決方案,但科技發(fā)展變化太快,也可能以后會(huì)被證明是錯(cuò)的。畢竟自動(dòng)駕駛是個(gè)全新的領(lǐng)域,誰(shuí)也不能保證自己的方案一定是最終答案?!?/p>
馬斯克吐槽激光雷達(dá)的“硬傷”:傳感器信號(hào)沖突
面對(duì)優(yōu)步CEO 的質(zhì)疑,馬斯克很快就做出了回應(yīng),而且直擊激光雷達(dá)方案的 “痛點(diǎn)”—— 傳感器信號(hào)沖突。
馬斯克拿特斯拉的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)說事,他說:“我們之前也嘗試過用激光雷達(dá)和雷達(dá),但發(fā)現(xiàn)當(dāng)激光雷達(dá)、雷達(dá)傳來的數(shù)據(jù),和攝像頭拍的不一樣的時(shí)候,系統(tǒng)就會(huì)‘犯迷糊’,不知道該聽誰(shuí)的。這種數(shù)據(jù)‘打架’的情況,反而會(huì)增加風(fēng)險(xiǎn),而不是降低風(fēng)險(xiǎn)。”
他還舉了個(gè)具體的例子:“比如在一個(gè)路口,攝像頭看到前方有個(gè)塑料袋飄過來,判斷它是‘無威脅’的,但激光雷達(dá)因?yàn)榫雀撸赡軙?huì)把塑料袋識(shí)別成‘小型障礙物’,這時(shí)候系統(tǒng)就會(huì)糾結(jié),到底要不要?jiǎng)x車?如果剎車,可能會(huì)造成后車追尾;如果不剎車,萬一真的是障礙物又會(huì)有危險(xiǎn)。這種傳感器歧義帶來的風(fēng)險(xiǎn),比單一傳感器的風(fēng)險(xiǎn)還大。”
馬斯克甚至還忍不住吐槽了Waymo,他說:“正是因?yàn)閭鞲衅鲾?shù)據(jù)總‘打架’,所以 Waymo 的車連在高速公路上跑都做不到。你看 Waymo 的自動(dòng)駕駛車,大多只在市區(qū)的特定區(qū)域運(yùn)營(yíng),而且速度還很慢,就是因?yàn)橄到y(tǒng)要花大量時(shí)間去處理不同傳感器的數(shù)據(jù)沖突,根本沒辦法應(yīng)對(duì)高速上的復(fù)雜路況?!?/p>
為了證明自己的觀點(diǎn),馬斯克還公布了一組特斯拉的測(cè)試數(shù)據(jù):在關(guān)閉雷達(dá)、全力推進(jìn)純視覺方案后,特斯拉車型的自動(dòng)駕駛事故率下降了15% 左右,尤其是在高速行駛場(chǎng)景下,事故率下降得更明顯。“這就說明,去掉多余的傳感器,反而能讓系統(tǒng)更專注,判斷更準(zhǔn)確,安全性自然就提升了。” 馬斯克堅(jiān)定地說。
純視覺VS 激光雷達(dá),到底誰(shuí)更行?
其實(shí)說到底,純視覺和激光雷達(dá)之爭(zhēng),本質(zhì)上是兩種不同技術(shù)思路的較量,它們各有優(yōu)缺點(diǎn),也適合不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
先說說純視覺方案,它的核心邏輯就是“模擬人類駕駛”—— 靠攝像頭(相當(dāng)于人的眼睛)獲取路面信息,再通過強(qiáng)大的人工智能算法(相當(dāng)于人的大腦)進(jìn)行分析、判斷和決策。這種方案的最大好處就是成本低,因?yàn)閿z像頭是很成熟的硬件,價(jià)格便宜,而且不需要額外安裝激光雷達(dá)、雷達(dá)等設(shè)備,能降低整車的制造成本。同時(shí),沒有多余的傳感器,就不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突的問題,系統(tǒng)的決策效率更高。
但純視覺方案的短板也很明顯,對(duì)算法和環(huán)境適應(yīng)性的要求特別高。首先,算法得能處理海量的圖像數(shù)據(jù),比如要從復(fù)雜的路面場(chǎng)景中快速識(shí)別出行人、車輛、紅綠燈、井蓋等各種物體,還要判斷它們的運(yùn)動(dòng)軌跡,這需要非常強(qiáng)大的計(jì)算能力和深度學(xué)習(xí)模型
其次,在極端環(huán)境下,比如暴雨、大霧、大雪、強(qiáng)光或者逆光場(chǎng)景,攝像頭的識(shí)別精度會(huì)大幅下降。比如在暴雨天,雨水會(huì)附著在攝像頭鏡頭上,導(dǎo)致畫面模糊;在逆光場(chǎng)景下,攝像頭可能會(huì)因?yàn)閺?qiáng)光直射而看不清前方的車輛,這些都是純視覺方案需要克服的難題。
再看激光雷達(dá)方案,它的工作原理就像給車裝了一個(gè)“3D 掃描儀”,通過發(fā)射激光束來探測(cè)周圍物體的距離、形狀、位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài),能生成非常精準(zhǔn)的三維點(diǎn)云地圖。
這種方案的優(yōu)勢(shì)很突出,首先是環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),不受光線、天氣的影響,不管是白天還是黑夜,不管是晴天還是暴雨天,激光雷達(dá)都能穩(wěn)定工作,精準(zhǔn)識(shí)別周圍環(huán)境。其次,數(shù)據(jù)精度高,能準(zhǔn)確測(cè)量出物體之間的距離,比如能判斷出前方車輛和自己的車相距多少米,正在以多少速度行駛,這對(duì)于自動(dòng)駕駛的安全決策至關(guān)重要。
但激光雷達(dá)方案也有兩個(gè)“硬傷”,一個(gè)是成本問題,雖然現(xiàn)在固態(tài)激光雷達(dá)的成本降到了 500 美元左右,但和攝像頭比起來還是貴很多,而且如果要實(shí)現(xiàn)360 度無死角的探測(cè),可能需要安裝多個(gè)激光雷達(dá),這會(huì)進(jìn)一步增加成本。
另一個(gè)就是馬斯克提到的傳感器數(shù)據(jù)融合的問題,當(dāng)激光雷達(dá)、雷達(dá)和攝像頭同時(shí)工作時(shí),很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的情況,比如激光雷達(dá)識(shí)別出前方有一個(gè)物體,而攝像頭因?yàn)榻嵌葐栴}沒有識(shí)別到,或者雷達(dá)探測(cè)到的距離和激光雷達(dá)探測(cè)到的距離不一樣,這時(shí)候就需要系統(tǒng)去“融合” 這些數(shù)據(jù),判斷哪個(gè)數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的。這個(gè)數(shù)據(jù)融合的過程非常復(fù)雜,如果處理不好,就會(huì)像馬斯克說的那樣,反而增加風(fēng)險(xiǎn)。
其實(shí)不管是純視覺方案還是激光雷達(dá)方案,最終的目標(biāo)都是實(shí)現(xiàn)安全、可靠、低成本的自動(dòng)駕駛,讓普通人都能享受到科技帶來的便利。
現(xiàn)在,兩種方案都還在不斷優(yōu)化和完善,純視覺方案在算法上不斷突破,試圖解決極端天氣下的識(shí)別問題;激光雷達(dá)方案則在不斷降低成本,優(yōu)化數(shù)據(jù)融合技術(shù),試圖解決數(shù)據(jù)沖突的問題。
到底哪種方案能笑到最后?現(xiàn)在還真不好說。因?yàn)樽詣?dòng)駕駛是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,不僅涉及到硬件和算法,還和法律法規(guī)、基礎(chǔ)設(shè)施、用戶習(xí)慣等很多因素有關(guān)。也許未來不會(huì)是某一種方案“一統(tǒng)天下”,而是根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景,選擇最適合的技術(shù)路線。比如在封閉場(chǎng)景下用激光雷達(dá)方案,在城市通勤場(chǎng)景下用純視覺方案,或者將兩種方案的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來,形成一種新的混合方案。
但可以肯定的是,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和實(shí)際應(yīng)用的不斷深入,自動(dòng)駕駛的安全性和可靠性會(huì)越來越高。
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