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激光雷达可能像碳纤维一样完美但不切实际

来源:欧宝app官网下载  作者:欧宝app最新版下载   发布日期: 2022-06-14   浏览量:10

  看到这样的结论,你当然可以毫不客气的给我来上一脚,因为就在最近英国 ELG 碳纤维公司开发了一种可回收碳纤维工艺,据称其既高效又实惠,另外该公司还与多家 OEM 厂商进行了寿命回收实验,还在尝试将业务拓展到美国和德国等汽车大国。

  如果你冷静了下来,我们再看看另一则新闻,就在上月保时捷发布了一款编织碳纤维轮毂,作为一款选配件,其在德国售价为 15232 欧元,国内售价为 204600 元。另外,这套轮毂为 911 Turbo S Exclusive Series 专属,也就是说想享用这款全球首款全碳纤维轮毂,你还得有一辆售价超过 330 万、全球仅 500 台的 911 Turbo S Exclusive Series。

  就在更早些时候,宝马终于坚持不住碳纤维的高成本,将新一代 i3 车架改回铝合金材质,并在近期提出将会从今年 11 月份开始,放弃宝马 M3 和 M4 的碳纤维传动轴设定,用新的钢制驱动轴代替,要知道碳纤维传动轴可是 M 的骄傲,就这么给丢了怪可惜的。

  讲真,全碳纤维车身时代真的可能只是一场梦而已,首当其冲的高成本问题就不是几年能解决的,而且自动驾驶技术和电动化技术的兴起也会对它产生很大的冲击。

  这么说并不是空穴来风,试想下碳纤维最大的好处是什么?轻量化和高强度。轻量化是为了更低的油耗和更低的污染物排放,但在电动化技术的发展下,这些问题都能得到大幅缓解。

  据统计 90% 的死亡事故都是由驾驶者操作失误造成的,而自动驾驶技术有望帮助驾驶者进一步降低操作失误,在高度自动驾驶时代,到那时或许车身是塑料也不一定,要知道就在不久前荷兰的一批大学生竟然用甜菜造了一辆电动车 Lina。

  当然对这两项新技术,广发的人民大众还是有着不同的评价。比如电动化已经得到了大多数人的认可,但对自动驾驶却还有诸多不信任,比如上个月据知名媒体 Autoblog 报道,英特尔出具了一份调查报告,称用户对自动驾驶汽车有极度的不信任感。

  但如果我们把时间线 年再来看这个问题,可能就会是另一番景象了。毕竟电信技术的发展可比传统的材料技术要快的多,不然你看看苹果手机都出到第 8 代了,但依然解决不了一摔就碎屏的尴尬。

  如果把自动驾驶技术比作车身,那么激光雷达就应该是碳纤维,一来成本高昂,二来它确实相比其他雷达或图像传感器有着很多优势,比如高精度、高分辨率。

  有这如此高的相似度,特别是高成本问题,这不禁让我担心,激光雷达会不会像碳纤维一样,只是昙花一现呢?

  首先还是价格问题,激光雷达价格有多高呢?举例来说吧,Ibeo 的 LUX 4 线 款 Google 无人驾驶汽车头顶上的那颗来自美国 Velodyne 公司的激光雷达,当时造价甚至高达 7 万美元,要知道这比汽车本体(普锐斯)还要高两倍。

  当然也不是说激光雷达在降本上没有希望,比如 Google 在年初宣称其自主开发的激光雷达可以降低 90% 的成本,每台仅要 7500 美元;美国 Quanergy 在 2016 CES 展上发布了一款固态激光雷达 S3,售价竟低至 250 美元。

  当然好的产品也是值得等待的,比如 S3 简直就是白菜价。但这世间哪有完美又低廉的产品,固态雷达因为没有了机械旋转优势,只能探测前方不超过 120 ° 的视角范围,而且测量精度也会低一些,这本身就降低了激光雷达的高精度优势。现在来说,为了缓解这个问题,普遍的思路是增加激光雷达的数量。比如以 S3 为例,一辆智能汽车一般至少需要 4 至 6 个 S3 激光雷达才行。

  当然即使成本高昂,激光雷达还是有着一大批拥簇者,比如谷歌、百度、Uber、丰田、福特、通用等几乎所有的主流车厂。但是在这些公司外,有一家 2016 年北美电动车销量第一(接近 16 万)的公司,却对这项技术并不感冒,想必大家也都猜出来了,这家公司就是特斯拉。

  用马斯克的话说,现在提激光雷达简直就是给用户画了一张大饼,前瞻性技术虽好,但现在却不能给用户最真实的体验。可以看到特斯拉从出于用户可购买的角度出发,Model S、Model X、Model 3 仅安装了一定数量的摄像头、毫米波雷达和超声波传感器,虽然不少人吐槽它的探测设备价格低廉,但如果不这样,Model 3 每月产能或突破 2 万辆的目标基本是白日做梦。

  想想也真有趣,其他公司在一边大呼激光雷达的种种优势,而特斯拉却埋头使劲造了一辆又一辆自动驾驶级别颇高(SAE L2)的汽车。毫不夸张的说,特斯拉的高级辅助驾驶系统量产车可能比以上厂家加起来的都多。

  特斯拉会不会屈服激光雷达?至少早前马斯克曾公开表示特斯拉不会使用激光雷达,即使时有报道特斯拉自动驾驶安全事故(比如早前闹得沸沸扬扬的美国佛罗里达州特斯拉自动驾驶致死事故),他也没有给妥协的意思,反而在今年采用了升级驾驶辅助系统稳定性和可探测度的方法来加强自动驾驶能力。

  作为一名精明又极具前瞻性的商人,马斯克的做法虽然不那么 政治正确 ,但作为少数派,他却用了极低的成本完成了一家汽车公司从无到有,甚至市值一度超过通用汽车,还让百万用户体验到了自动驾驶的乐趣。

  当然,以上我们只提到了成本问题,但作为一项新技术激光雷达的可靠性问题也一直很恼人,容易受到大气条件以及工作环境的烟尘的影响,要实现全天候的工作环境是非常困难的事情。

  比如以激光脉冲测距技术为例,理论上其测量速度非常快,抗强光的干扰能力非常强,但测距分辨率提升难度高,探测电路难度大。举个例子,如果要做到相位测距 1.5 mm 的分辨率,我们就需要把计时时钟分辨率做到 10-12S,相当于 100G 带宽,这是一个非常难的技术。

  而且基于安全考虑,不少国家都对激光探测有着严格的法规要求,以美国为例,在其国家激光安全法规中对激光脉冲的功率有明确限制,一般激光雷达的探测范围被限制在 30~40 米左右。

  以新款奥迪 A8 为例,作为一款首先进入 SAE L3 级别的车型,A8 上搭载了一颗激光雷达(疑似是法雷奥 4 线激光雷达 ScaLa),这是业界批量生产的第一款激光雷达,也是一款基于激光脉冲技术的雷达。不过奥迪官方提出了,这款车自动驾驶模式下,时速不能超过每小时 60km,各中原因和以上分析不无关系。

  但像摄像头、毫米波雷达、超声波雷达这些,在技术层面上已经比较成熟,所以我们也能看到市面上使用了 ADAS(高级辅助驾驶系统)的车型多会采用这些探测仪器。

  当然这也不是完美的,比如以摄像头视觉感知为例,它对光照的要求比较高,不像激光雷达不需要光照就可以检测障碍离车的距离。由于摄像头本身不发光,因此光线不好的时候需要用辅助光来照明,因此在夜间就比较难办了。

  当然如果我们换一种思路,看看这些探测设备的特点再做决定,可能就茅塞顿开了。

  所以,最好的模式就是将这些探测设备整合在一起。以新款奥迪 A8 为例,该车共计 22 个传感器,包括:12 个超声波传感器;4 个全景摄像头,1 个前置摄像头,5 个雷达,1 个红外摄象机,在车辆前部配置了激光雷达。

  这样的组合就像宝马 7 系采用的 Carbon Core 碳纤维混合车身设计一样,将碳纤维作为加强件在关键部位使用,提升了抗弯性和抗扭刚性的同时,使得整车重量较上一代车型减轻了 130kg,车体骨架减轻约 40kg。

  所以,我们可以好好的总结一下了。激光雷达会不会成为像碳纤维一样尴尬的存在?可以肯定的说,它的未来会比碳纤维更有前景,至少受到的冲击不会像碳纤维那么多。

  毕竟正如开头所说,光电探测技术和算法技术的可拓展性和发展速度会比材料技术强得多。而且固态激光雷达也开始有冒头的趋势,这能很大程度上缓解其高成本问题。

  但想要做成类似于 全碳纤维车身 的 全激光雷达矩阵 这就不切实际了,它最有可能会是像宝马 7 系 Carbon Core 车身一样,作为加强设备存在。