奧迪無人車背后的感知技術(shù)

近日，奧迪宣布將與Luminar合作，為自動(dòng)駕駛汽車找到了更安全更便宜的感知硬件。

在所有豪華車品牌中，奧迪在半自動(dòng)駕駛技術(shù)應(yīng)用中一直是走得最快的，已經(jīng)發(fā)布了全球首款達(dá)到Level 3級(jí)別的自動(dòng)駕駛量產(chǎn)車——奧迪A8。

Audi A8的自動(dòng)駕駛傳感器配置是所有量產(chǎn)車型中最為豐富的，不僅有完備的長(zhǎng)短距離的毫米波雷達(dá)和前置攝像頭，以及復(fù)雜路況自動(dòng)駕駛不可或缺的激光雷達(dá)，當(dāng)然還有自動(dòng)泊車神器——超聲波雷達(dá)和高清環(huán)視攝像頭。

該車不僅能實(shí)現(xiàn)基本的ADAS功能，還能實(shí)現(xiàn)多車道線檢測(cè)、車道護(hù)欄檢測(cè)以及擁堵路況下的自主巡航等。

盡管這輛車目前還不能在中國(guó)銷售，但其設(shè)計(jì)理念也為前赴后繼的自動(dòng)駕駛企業(yè)提供了一個(gè)不錯(cuò)的量產(chǎn)技術(shù)模板。

未來畢竟屬于全自動(dòng)駕駛，L3自動(dòng)駕駛汽車在人車交互上的復(fù)雜性以及人和車主動(dòng)權(quán)上還不足以確保乘客的安全。所以，奧迪也在不斷探索著全自動(dòng)駕駛技術(shù)。奧迪最近承諾到2023年將投入160億美元（140億歐元）用于電動(dòng)汽車和自動(dòng)駕駛技術(shù)。

越來越多的大型公司都創(chuàng)建了專門的子公司專門投入自動(dòng)駕駛研究，谷歌的Waymo、通用的Cruise以及福特的Argo，奧迪也不例外。公司從零組建了Autonomous Intelligent Driving（AID）專門來研究AV項(xiàng)目。

目前自動(dòng)駕駛的思路基本大同小異，奧迪也使用軟件和基于深度學(xué)習(xí)的方法來處理其傳感器所獲取的所有傳感數(shù)據(jù)，例如激光雷達(dá)點(diǎn)云，相機(jī)像素和雷達(dá)波。感知數(shù)據(jù)通過檢測(cè)物體，車輛，行人和其他具有挑戰(zhàn)性的障礙物來模擬車輛的近處和遠(yuǎn)處環(huán)境。

Waymo剛剛在亞利桑那州鳳凰城外推出了一個(gè)非常有限的商業(yè)機(jī)器人出租車服務(wù)。通用汽車表示，它將于2019年在舊金山推出自己的乘車服務(wù)。奧迪的目標(biāo)是在2021年大規(guī)模部署機(jī)器人出租車，與福特的節(jié)湊是差不多的。

奧迪集團(tuán)首席技術(shù)官亞歷山大?哈格（Alexandre Haag）表示“我對(duì)Waymo有很高的評(píng)價(jià)，但我認(rèn)為GM的Cruise正在大肆宣傳。在感知方面達(dá)到90％相當(dāng)容易，達(dá)到95％開始變得有趣，但是你還需要超越它，99.999%…….每增加一個(gè)9就要難十倍。當(dāng)你達(dá)到95％時(shí)，你還僅做到表面。”

為了努力讓無人車更安全，奧迪正在引進(jìn)一些新的供應(yīng)商來幫助應(yīng)對(duì)這些感知和預(yù)測(cè)的挑戰(zhàn)。周二，AID宣布將與Luminar合作，這是一家位于Palo Alto的初創(chuàng)公司，為自動(dòng)駕駛汽車生產(chǎn)LIDAR傳感器和感知軟件。

最近幾年，激光雷達(dá)市場(chǎng) Velodyne 一家獨(dú)大的優(yōu)勢(shì)正在逐步瓦解，一大批激光雷達(dá)新創(chuàng)公司開始崛起。此外，許多自動(dòng)駕駛公司也走上了自主研發(fā)之路。

自動(dòng)駕駛行業(yè)的領(lǐng)先者 Waymo就投入大量精力和資金獨(dú)立開發(fā)了一整套傳感器系統(tǒng)，而通用則花錢收購(gòu)激光雷達(dá)新創(chuàng)公司 Strobe。正在為福特開發(fā)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的 Argo AI 則收購(gòu)了名為 Princeton Lightwave的激光雷達(dá)新創(chuàng)公司。

Luminar 也是最近崛起的激光雷達(dá)行業(yè)新秀，得到了沃爾沃、豐田、奧迪等多家制造商的青睞。

這款產(chǎn)品為何能拿到眾多車企的訂單？主要有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：

1.傳感器接收器材料的革新

在接收器中，Luminar 用銦鎵砷化物（InGaAs）替代了常用的硅。讓激光雷達(dá)看得更遠(yuǎn)，激光就得有更大的功率。現(xiàn)在的激光雷達(dá)波長(zhǎng)一般為 905 納米，這個(gè)波長(zhǎng)屬于人眼不可見的范圍，但如果真的射到你的眼球，只要功率夠大，還是會(huì)傷害到虹膜。如果想增加功率還不傷害人眼，就得使用 1550 納米的波長(zhǎng)，而使用硅材料打造的接收器實(shí)現(xiàn)不了 1550 納米的波長(zhǎng)，只能換用銦鎵砷化物。

使用了新的接收器材料的Luminar 激光雷達(dá)功率比同類競(jìng)品高了 40 倍，即使在極限暗光環(huán)境下它也能“看”到路上的物體，而且是在 250 米開外。

2.造價(jià)便宜

Velodyne 生產(chǎn)的可以 360 度觀察 300 米距離范圍內(nèi)物體的頂級(jí)激光雷達(dá)裝置的成本約為 75000 美元。盡管批量購(gòu)買會(huì)降低成本，但對(duì)于一個(gè)能夠服務(wù)多年以攤銷成本的車隊(duì)來說，這仍然是一個(gè)難以承受的價(jià)格。

Luminar不但做出了新的光電探測(cè)器，還一并把解析和傳遞信號(hào)的芯片也解決了，生產(chǎn)專用集成電路（ASIC），只需要一點(diǎn)銦鎵砷化物，而且告別純手工，制造一臺(tái)激光雷達(dá)的時(shí)間僅有8分鐘。接收器的成本也從數(shù)萬美元跌至個(gè)位數(shù)，成功打消了外界對(duì)其成本的憂慮。

3.高性能給車輛更充足的反應(yīng)時(shí)間

Luminar的LiDAR每秒發(fā)出數(shù)百萬個(gè)激光脈沖，為車輛提供120度的視野。它們還允許光學(xué)變焦，在時(shí)速75英里下汽車能夠分析出200米處附近的任何障礙物。這意味著你的汽車有大約7秒的時(shí)間作出反應(yīng)。其他激光雷達(dá)只能提供一秒的反應(yīng)時(shí)間。

哈格表示，他對(duì)Luminar LIDAR的射程和點(diǎn)云密度印象深刻?！叭绻阌幸粋€(gè)更強(qiáng)大的傳感器，它會(huì)使你的感知任務(wù)更容易，”他說?！斑@就是Luminar的用武之地?！盇ID的車輛將使用Luminar的傳感器進(jìn)行遠(yuǎn)程感知和探測(cè)，并且結(jié)合Velodyne制造的更短距離LIDAR用于更近距離的物體感知。

有了這款神器，奧迪自動(dòng)駕駛之路似乎已近在咫尺。

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