从特斯拉/Waymo之争看激光雷达未来前景

  　　 埃隆·马斯克无用论”，即“傻子”才会依靠价格高昂的激光雷达去实现自动驾驶，特斯拉无需激光雷达仍可能实现完全的自动驾驶。然而，同样活跃在自动驾驶前沿的谷歌旗下公司Waymo却有不同观点，而是自始至终积极应用并研发激光雷达。那么在未来自动驾驶中，激光雷达到底有无必要性？真正的自动驾驶是否可以依靠激光雷达实现呢？

  ■激光雷达有无必要？特斯拉与Waymo各执一词

  　　我们知道，每辆自动驾驶汽车都需配备多种传感器，包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达等等，目前来看，摄像头是应用最为广泛的传感器，但对于“激光雷达”的必要性，特斯拉和谷歌旗下自动驾驶公司Waymo的观点泾渭分明。当然，这也与激光雷达自身特点有关，一方面激光雷达是无人驾驶汽车的核心技术之一，它能根据周围物体的光反射建立环境的三维地图，为自动驾驶保驾护航；但另一方面，其研发和制造成本非常高，这也直接导致无人驾驶汽车难以普及。

  　　对于特斯拉来说，“依靠摄像头而非激光雷达”是其自动驾驶一直坚持的解决方案，这家企业的CEO马斯克近日公开diss了激光雷达，似乎对激光雷达深恶痛绝，直言它既贵又没必要：“傻子才用激光雷达，现在谁要还是靠激光雷达，那就注定完蛋！”而对于特斯拉来说，则采用视觉与毫米波融合的方案，特斯拉此前的Autopilot 2.0版硬件包括8个摄像头、1个毫米波雷达、12个超声波雷达以及NVIDIA Drive PX2计算平台，而在今年4月，特斯拉Autopilot 3.0硬件正式登场，额外选装价格为5000 美元，此外，特斯拉还发布了自动驾驶芯片，马斯克立下flag：2020年实现完全意义上的自动驾驶。

  『特斯拉三目摄像头』

  　　然而，早在2009年就启动了自动驾驶项目的Google却更为谨慎，旗下自动驾驶公司Waymo开发的无人车在公共道路的行驶里程早已突破1000万英里，并在去年底推出自动驾驶首个用于服务乘客的商业叫车服务—Waymo One，而这一切都离不开激光雷达。

  　　事实上在自动驾驶车辆增量配件中，最贵的当属激光雷达。据悉早前谷歌使用的是由Velodyne开发的64线激光雷达，7.5万美元的售价几乎占整车价格一半。而根据麦肯锡研究显示，中国消费者愿意为购买自动驾驶车辆支付的溢价为4600美元，虽然中国对自动驾驶接受程度最高，但成本显然也是必须考虑的因素。

  　　正是预见到了这一点，Waymo于2011年开始自研传感器之路，并已在摄像头、雷达和激光雷达等传感器实现自研，单在激光雷达领域，就研发了短程、中程、远程三种类型。而在2017年底特律车展上，Waymo宣布他们将激光雷达的成本降低了90%以上，Waymo首席执行官约翰·克拉夫茨克表示：这一突破使得Waymo能够将这一技术带给数百万消费者。

  『Waymo自动驾驶传感器』

  ■马斯克错了？摄像头、激光雷达融合才是未来趋势

  　　事实上，摄像头、雷达系统、激光雷达在功能中各有侧重，也各有优劣。总的来说，激光雷达不依赖环境光，可直接探测、三维成像，更加精确可靠，但成本颇高；摄像头拥有丰富的色彩信息，但依赖环境光照，容易受到恶劣环境影响，如黑夜、雾天、大雨，甚至强反光，而且无法直观判断景深，计算量需求大且容易产生误差；毫米波雷达穿透力强，但成像效果较差。因此对于自动驾驶安全冗余来说，激光雷达、摄像头、毫米波雷三者不是应该相互竞争，而是互补，如果可以智能化地进行融合，就能获得安全冗余性更强大的环境感知系统。

  　　围绕“激光雷达”在自动驾驶中必要性的问题，汽车之家编辑与多家激光雷达公司进行了沟通。Velodyne方面人士告诉汽车之家编辑，其能够理解特斯拉的立场，即将“自动驾驶”作为主要卖点的量产车公司，他们需要考虑的成本因素很多，并相信Camera可以应付并处理我们生活遇到的多数场景，但自动驾驶关乎车辆安全与生命安全，当摄像头遇到无法处理的强光与弱光环境时，激光雷达是自动驾驶传感器中可靠性与精确性最高的产品。

  　　国内激光雷达企业速腾聚创也表示，业内普遍认为，对于Level 3以上自动驾驶必须要用激光雷达，也许有人觉得激光雷达只有5%时间起效果，但它一出手就能解决大问题。对于汽车来说，所有尽可能的安全保障都不为过。而目前来看，Waymo、Uber、Cruise、奥迪，都在L4级别自动驾驶研发应用上选用激光雷达。

  　　而主推产品Vision Only即摄像头解决方案的Mobileye方面人士则认为，最理想的状态肯定是视觉+雷达，这样能保证无死角、更准确，但激光雷达肯定比摄像头的成本要高很多。Mobileye主做视觉摄像头是想推动自动驾驶落地，但要想将自动驾驶落地就肯定得考虑成本，因此主做纯视觉。但据悉Mobileye也已经开始涉及激光雷达方面的业务，未来或许将往此方向延伸。

  　　正像Velodyne方面人士所言：“我们不认为Camera和Lidar是二选一的解决方案，随着技术的进步和成本的降低，传感器融合已经是自动驾驶解决方案的大势所趋”。

  ■激光雷达能否助力L5级真正自动驾驶的实现？

  　　高级别的自动驾驶能否实现不仅仅取决于Lidar，但是绝对离不开Lidar。可以确定的是，要想实现完全自动驾驶，传感器的融合使用是未来趋势，而激光雷达也是重点之一。但目前来看，除了要解决激光雷达小型化、美观化的问题，低成本化更是重中之重。

  　　Velodyne方面对此认为，成本和市场需求量是相辅相成的，目前Velodyne与OEM针对量产车型的订单已经将单价成本控制在500美金以内，对于其他AI领域的需求，也会在2020-2022年期间将成本下降到同样的标准。

  　　除了激光雷达的成本问题，自动驾驶的实现还存在诸多外部因素，包括5G应用、法律法规、AI算法、整个汽车行业以及社会的接受程度等诸多方面，从这个角度上来说，就算激光雷达的性能能在原理上胜任L5级别自动驾驶，但真正完全的自动驾驶能实现不仅仅是传感器的问题。

  　　然而，马斯克是汽车行业最为激进的代表之一，马斯克近期表示到2020年，特斯拉不仅将完全实现自动驾驶，而且将拥有100万辆能够作为自动驾驶机器人的出租车上路的汽车。但Uber CEO却对此直言：“关于何时实现这一点，我们存在分歧。”鉴于自动驾驶仍存在诸多难题，相信这也是很多业内人士和消费者的真实想法。

  『马斯克』

  　　反观Waymo则低调谨慎的多，尽管Waymo在自动驾驶方面已经取得了巨大进步，但Waymo软件工程总监Sacha Arnoud曾表示，从Waymo的经验来看，前90％的技术工作量只占总工作时间10％，而要完成最后的10％的工作，需要再花10倍的气力。

  　　虽然马斯克认为2020年特斯拉将实现完全自动驾驶，但这一观点目前来看过于激进，麦肯锡预测，2025-2027年将是自动驾驶的拐点，此时将是自动驾驶与人为驾驶的经济平价点，在此拐点之后，市场对自动驾驶的需求将继续上升。不过现阶段，特斯拉和Waymo都提出了无人出租车服务和无人卡车布局，而这相比乘用车领域将更容易普及和应用自动驾驶。

  全文总结：

  　　需要承认的是，完全意义上的自动驾驶其实是超越人类驾驶本身的，不仅要满足单车智能，也要在车路协同下面面俱到、万无一失，复杂的道路境况总是会超出现有认知和判断，实现自动驾驶任重道远。但另一方面，自动驾驶的确是整个行业未来发展趋势，我们需要做的只是无穷尽地接近这个趋势，在这其中，激光雷达的角色和作用不可或缺。