雷達，用還是不用？ 自動駕駛實現路徑紛爭又起

“激光雷達就像是無用的闌尾。”對於被其他公司視爲自動駕駛汽車“眼睛”的激光雷達，特斯拉首席執行官埃隆·馬斯克卻一直嗤之以鼻。這次，馬斯克更進一步，計劃棄用所有雷達傳感器。近日，馬斯克宣佈，從今年6月開始，特斯拉北美市場的Model 3和Model Y車輛的輔助駕駛AutoPilot系統中，將放棄使用雷達傳感器，轉而聚焦攝像頭視覺爲中心的AutoPilot解決方案，特斯拉計劃近日發佈基於純視覺系統的全自動駕駛FSD beta V9.0改進版本。

與特斯拉截然不同的是，很多自動駕駛公司以及汽車廠商採用的是“雷達＋視覺”綜合解決方案：或採用毫米波雷達，或採用激光雷達，或採用多種雷達組合爲主的感知系統，再加上攝像頭等元器件來實現自動駕駛功能。特斯拉棄用雷達一事在國際車壇引發軒然大波，並引發業內對於自動駕駛技術路徑的激烈討論。

純視覺能實現自動駕駛嗎？

純視覺技術方案的優勢在於，攝像頭獲取的視頻數據與人眼感知的真實世界最爲相似，也最接近人類駕駛的形態。而且，在當前激光雷達價格居高不下的情況下，僅使用攝像頭更容易控制成本。此次，特斯拉全自動駕駛系統FSD beta V9.0版已準備就緒，其中只有攝像頭，而不再配備雷達。配裝這一版本的特斯拉車輛只依靠攝像頭視覺和智能處理技術來提供自動駕駛主動安全功能。

事實上，特斯拉方面去年曾透露正在研究一種“僞激光雷達”的新技術。該技術可以通過對攝像頭圖像的像素景深測算，在沒有激光雷達硬件的條件下，實現近似於激光雷達的距離探測精度，減少純視覺技術架構與激光雷達之間的性能差異。近來有消息稱，特斯拉帶有激光雷達的測試車正在美國加州進行路測，業內人士推測，這並不代表特斯拉將採用激光雷達，而可能是通過激光雷達來訓練、驗證視覺算法，以實現其以視覺方案替代激光雷達方案的目標。

“特斯拉之所以不採用激光雷達，一方面是激光雷達目前相對成本較高，而特斯拉要千方百計控制整車成本；另一方面是特斯拉擁有自研的算力芯片和平臺，可以用算法在一定程度上彌補視覺感知的短板。”浙江智能交通研究中心研究員程軼男向《中國汽車報》記者介紹。

在美國，多家機構對特斯拉放棄雷達感知的自動駕駛方案表示擔憂，已經有一些機構和媒體下調了對特斯拉相應車型的評級。其中，美國公路安全保險協會（IIHS）取消了2021款特斯拉Model 3“首選安全車型＋”稱號；美國《消費者報告》宣佈，不再將2021款特斯拉Model 3列爲“首選車型”。

“在自動駕駛的視覺感知模塊中，從L2級自動駕駛開始，就需要感知算法的加入，這就涉及到不同的傳感器來提供不同的信息。”自動駕駛技術專家嚴鴻生告訴《中國汽車報》記者，目前特斯拉自動駕駛功能仍處於L2級，在這一階段理論上是可以通過純視覺感知來實現的，因爲汽車的駕駛責任主要還是由人類駕駛員承擔。但如果升級到L4級高級別自動駕駛，純視覺感知將力不從心，必須使用包括攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等多傳感器組合的方式來保證行駛安全。

激光雷達能否捨棄？

實際上，在“雷達＋視覺”方案中，大部分企業都採用了激光雷達傳感器，例如Waymo、通用汽車、奧迪等，蔚來、小鵬等造車新勢力企業均在看家車型上配備了激光雷達。

“之前特斯拉沒有采用激光雷達，的確是因爲激光雷達的價格較高，所以纔想通過自己的算法加視覺感知的方式來替代。”程軼男介紹道，僅在5年前，自動駕駛可選用的64線激光雷達單價約在8萬美元（約合人民幣51萬元）到10萬美元（約合人民幣64萬元），這個價格甚至超過了一輛特斯拉新車的價格，特斯拉自然不會選用。如今，96線激光雷達的單價已經降到2萬餘元人民幣。而車載攝像頭的價格在30美元（約合人民幣190元）左右，相對成本更爲低廉，即使一輛車上用十幾個攝像頭也才約2000多元人民幣。

“但是，純視覺方案的技術難度要遠高於使用激光雷達，面對複雜多變的自動駕駛行駛環境，需要強大的算力平臺和更強的算法纔可以，這也需要數據的積累，特斯拉在美國用激光雷達路測應該就是收集數據，提升視覺方案辨識的靈敏度。”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》記者採訪時說，在目前階段，特斯拉的自動駕駛系統不用激光雷達感知也沒有多大問題。

在一些車企看來，激光雷達是必不可少的，只用純視覺方案可能出現失誤的概率較高。包括蔚來汽車、小鵬汽車、華爲等企業都曾公開表示支持激光雷達以及組合感知技術的應用。“激光雷達是比視覺算法更好的技術，攝像頭再高清，也不是特別擅長識別距離、高度、寬度；而激光雷達，尤其是128線高清激光雷達的成本已經大幅降低，再加上4D毫米波雷達和攝像頭的組合，能爲自動駕駛帶來更清晰的辨別能力，以及更安全的自動駕駛保證。”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》記者介紹道，目前我國國內主流車企基本都採用激光雷達或由激光雷達爲主的組合感知系統，安全性更高。

“毫米波雷達和激光雷達可以提供更多數據，尤其是在能見度較低的情況下，包括在夜間或惡劣天氣中，組合式感知系統有明顯優勢。”嚴鴻生說，不同車企採取的不同感知技術路線，一般主要是取決於應用環境，就是應該按照場景來定義自動駕駛感知系統，如在高速公路上的自動駕駛是一種場景，而在城市道路中的自動駕駛是另一種場景，不能一概而論。

“雷達＋視覺”不是更“香”嗎？

總的來說，相比純視覺方案，“雷達＋視覺”方案的優勢是監測的距離更長、精度更高、響應更快，且不受環境光影響。其對三維信息的處理，例如物體大小、移動速度的計算都有着非常優異的表現。與特斯拉爲代表的純視覺感知方案相比，更多汽車廠商顯然更青睞“雷達＋視覺”解決方案，各種雷達新技術層出不窮。

近日，上汽集團宣佈將在R汽車首款旗艦車型ES33上使用4D成像毫米波雷達。與此同時，華爲、傲酷雷達等近期也發佈了4D成像毫米波雷達產品。在國際供應商層面，大陸集團的首款4D毫米波雷達ARS540將於明年量產，其基於賽靈思多核高性能計算平臺研發，最大探測距離爲300米。採埃孚的長距離PREMIUM 4D成像毫米波雷達也已斬獲上汽集團訂單，將於2022年正式向上汽集團供貨。

“與以往的普通毫米波雷達相比，4D毫米波雷達是在探測距離、方位以及速度三個維度信息的基礎上，增加了高度信息，可以有效地解析空中的天橋、路牌，和地面的減速帶、金屬井蓋等目標的輪廓、類別，可以識別更細小的物體、靜止物體或者橫向移動的物體等。”魏冬表示，目前4D毫米波雷達的探測距離最遠可達500米，超過普通毫米波雷達，可以在特定場景中取代激光雷達作爲自動駕駛系統的主傳感器。

與此同時，激光雷達依然熱度不減。在今年上海車展上亮相的蔚來首款轎車ET7上，已經安裝了激光雷達，可以實現數百米的遠距離高清探測。長城WEY摩卡SUV等新車型，採用了體積更小、掃描速度更快的新型固態激光雷達。此外，多種雷達組合爲主的車型也有不少，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，探測距離150米。而極狐阿爾法S華爲HI版上搭載了華爲自動駕駛方案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。

“無論是4D成像毫米波雷達還是激光雷達、固態激光雷達以及多種雷達組合的感知系統，目的都是爲了使感知性能更強，使自動駕駛車輛更安全。”張睿林表示，雖然不同自動駕駛技術方案的感知方式都是硬件與軟件結合，都需要較強的算力平臺來處理感知信號，但採用視覺感知系統需要進一步提升算力平臺性能。選擇自動駕駛感知系統要綜合考量多種因素，“不能只看價格來定，保證自動駕駛安全才是選擇感知系統的第一要義。”張睿林說。本報記者　趙建國 　　《 中國汽車報 》（2021-06-07  016 版）