马斯克说雷达很坑,但特斯拉却要重启雷达,到底谁被打脸?

马斯克重启雷达被很多人嘲笑。

这是因为他在几种雷达问题上反复横跳,而且还数次惨遭打脸。

不过在早期时,马斯克其实还是认可雷达作用的。

2014年,特斯拉首次推出自动驾驶系统,当时配置了1个摄像头、1个毫米波雷达和12个超声波雷达。

在很长一段时间内,特斯拉自动驾驶用雷达的比重超过了摄像头。

但是到了2019年,马斯克对雷达的态度就变了。

当时激光雷达突然火爆,但是马斯克却瞧不上激光雷达,公开向它开炮,说“傻子才用激光雷达,谁用谁完蛋”,还嫌弃激光雷达的价格太贵,像阑尾炎一样,是一个没用的附属品。

结果2020年后,华为等中国企业将激光雷达的价格给打了下来,而且越做越便宜,从最高价的数万美元下探到几百美元。

越来越多的车企开始布局激光雷达。

但是马斯克是个例外,他虽然不再提激光雷达无用论,但是特斯拉不仅没有跟进激光雷达,反而将其他雷达也拿来开刀。

2021年4月时,马斯克在社交媒体上表示:特斯拉新一代的自动驾驶系统(FSD),将是纯视觉方案,他在结尾还特地强调了一句:没有雷达。

在马斯克的规划中,特斯拉将完全抛弃掉雷达,最终只用摄像头就能完成L5级别的自动驾驶,并且他还预测将在2020年实现特斯拉的无人出租车。

这个决定震惊很多业内人士,他们给出各种各样的数据和案例来证明,只有摄像头是没有用的。

但是马斯克不为所动,反而一直在强调纯视觉的好处,然后一步步推动特斯拉去雷达化。

2021年5月,特斯拉就正式宣布北美地区的model 3和model Y车型将取消毫米波雷达,而Model S和Model X也将在2022年年初取消毫米波雷达。

2022年10月,特斯拉再次对雷达下手,不过这次是超声波雷达,他们在model 3和model y车型上的超声波雷达也取消掉了。

可以看出特斯拉确实动真格的了。

马斯克的壮志也培养起一堆的纯视觉自动驾驶的拥护者,他们认为特斯拉的纯视觉系就是自动驾驶的未来。

然而尴尬的是,在他们期待特斯拉做出成绩的时候,却突然爆出特斯拉已经在测试雷达的消息,而且为了保密,特斯拉还向美国FCC申请不公开雷达的信息。

这下网上就炸开了锅,合着前面马斯克怼了雷达那么久,自己却在背地里暗度陈仓?

于是万能的网友深扒了相关材料,将这颗能让马斯克反悔的雷达给查得是一清二楚,根据资料显示,这颗就是2021年被马斯克放弃的毫米波雷达,而且还是比较先进的4D雷达。

那么问题来了,马斯克为啥那么讨厌雷达?后来又为啥重启雷达,未来激光雷达还能征服马斯克吗?今天就来聊聊这些事。

马斯克为何选择纯视觉,有人说成本问题,因为他曾说过激光雷达的价格太高,也有人说是雷达本身的问题,因为他曾评价雷达波段下,金属之外的东西都是半透明的。

但是这么说好像也不太对,因为每种传感器都有它的优势,也有它的局限性,总有一些因素干扰了马斯克的选择,那么它到底是什么呢?

我尝试着回顾一下自动驾驶雷达的发展,这才渐渐缕清一些事情,这里面不仅仅有中国和特斯拉押注不同路线的原因,也有路线竞争的残酷性。

在最早的时候,车辆的自动驾驶是没有这么多传感器的。

尤其2000年以前,自动驾驶只是作为汽车未来方向的一个噱头,属于概念性的产品,但是在2004年时,这种情况发生了改变。

当时美国国防高级研究计划局为了减少军人的伤亡,希望研制出无人驾驶汽车来替代常规驾驶员,于是他们制定了自主地面车辆(ALV)计划,但是研究的过程并不顺利,一直没有优秀的产品诞生。

于是为了更快地推进无人驾驶,他们在2004年-2007年举办了三届闻名世界的比赛:DARPA无人驾驶挑战赛

它是第一个由美国官方举办的无人驾驶赛事,奖金高达100万美元,场地设置在环境恶劣的沙漠里,可以说挑战与收益都很高,所以吸引了众多的企业和研究团队的注意。

这三届比赛几乎确认了自动驾驶未来的路线。

其中第一届比赛由于技术不够完善,加上大家准备不充分,没有任何一支队伍完成,但是这届挑战赛依旧让很多人看到了希望。

于是在第二届时,很多团队开始突发奇想,设计了很多设备来完成这项挑战,其中就包括激光雷达在内的各种雷达辅助,最终有5支团队完成了150英里的沙漠挑战。

但是第二届的冠军并不是激光雷达阵营,而是斯坦福大学Thrun的团队。

Thrun是斯坦福大学实验室主任,主要研究人工智能,他们给赛车配备了雷达、摄像头、激光测距仪和计算机系统,车子一边开,科研人员一边在计算机系统上进行调试和控制汽车的方向。

由于沙漠地区非常的开阔,障碍物都比较小,雷达识别有时会出错,而摄像头就可以非常清楚地识别到小型障碍物和路线。

所以斯坦福大学的团队虽然配置了众多的传感器,但是摄像头和先进计算机系统相当于人的眼睛和大脑,由它们组成的“驾驶员”让汽车艰难地完成了任务。

而摄像头+计算机系统就是早期视觉路线。

到了第三届比赛时,场地换到了城市,场景一下子变得复杂起来,有非常多的障碍物、高楼大厦,视觉传感器因此被减弱,但激光雷达,站了出来,在总共有6支参赛队伍中,有5支队伍配置了常规雷达和激光雷达。

而这就是激光雷达路线首次的运用。

当然这两种路线都不是最纯粹的,视觉路线还需要雷达的配合,而激光雷达当时还是单线程的,技术并未成熟,所以更多就是辅助的功能。

但不管怎么说,大赛后自动驾驶已经被公认是可行的,缺的只是以何种方式去实现它。

2009年,谷歌X实验室秘密成立了无人驾驶项目,这个项目奠定了后来自动驾驶公司Waymo,自此越来越多的科技企业入驻无人驾驶,特斯拉也不例外。

2013年,马斯克开始频繁讨论自动驾驶,并且在次年,特斯拉就推出自动驾驶系统Autopilot ,马斯克对于它定位是增加汽车的智能性,比如自动紧急制动、自动巡航、自动泊车等功能,作为特斯拉汽车的卖点。

严格意义上来说,它只是L2级别的辅助自动驾驶,

当时Autopilot 选择的方案是主流的摄像头+毫米波雷达+超声波雷达的路线。

为啥不用激光雷达?

因为当时的激光雷达特别坑,覆盖范围小,价格还高达数万美元,根本没办法装在商用车上,这与马斯克的定位不符合,也符合他的第一性原理。

2016年,激光雷达市场突然发生巨变,以禾赛、速腾为代表的中国企业强势进军该领域,同年速腾、北科天绘、镭神科技相继发布 16 线激光雷达。

次年,中国禾赛推出了40线的激光雷达Pandar 40,售价为4万美元,它的价格只有国际巨头Velodyne的一半。

中国企业用杀穿国外巨头的方式,将激光雷达的价格越做越低,激光雷达迎来了商业化的元年,这里的故事其实也很精彩,我们有机会再做一期。

总的来说,激光雷达的商业化,让传感器终于丰富了起来,有摄像头、毫米波和超声波等传统雷达以及新型的激光雷达。

它们各有各的优势,摄像头和人眼一样,可以非常清晰看到路况,它技术成熟、成本低,是车企的第一选择。

但是它也有缺点,就是缺乏测试距离的能力,遇到强光、雾霾、雪地等环境时,也影响摄像头的观测。

激光雷达则是向前方发射激光束,可以精准判断障碍的距离等信息,并且在各种极端环境中使用也可以使用,缺点就是不能独立成像,一般是作为摄像头的补充来使用。

而传统雷达的优缺点和激光雷达的比较类似,不过它发射的是无线电波,而且无法测出大小和形状,优势是价格很低。

可以看到它们的优缺点都很明显,而且不是简单的谁替代谁的关系,所以这个时候的车企为了安全性以及更快实现自动驾驶,尝试的还是多种传感器组合。

特斯拉也是如此。

2016年,他们向用户开放完全自动驾驶系统FSD,采用的就是视觉为主,传统雷达为辅的路线,当然FSD依旧延续了马斯克实用性的原则,所以并没有搭载价格更贵的激光雷达。

而有些车企则押注激光雷达路线,希望用更多的雷达来弥补摄像头缺点。

于是市场上开始出现两种路线,一种是视觉为主,传感器为辅路线,一种是以激光雷达为主的多传感器方案。

然而这两种方案都有问题。

企业尝试诸多传感器方案后则发现了一个共同致命的问题,这些传感器将信息汇总在一起的时候竟然会彼此“打架”

一般来说自动驾驶分为三个环节分别是:感知、决策和控制,他们就像一个驾驶员的眼睛、大脑和手脚,感知就是指多种传感器,他们负责搜集的路况信息,而决策就是指芯片和算法,负责处理路况信息,然后反馈给车子。

车企们在尝试过后发现,传感器越多,的确可以收集到的信息越多,芯片决策和处理就越准确。

但问题是,人类制造的芯片能力确实有限,一旦数据超过芯片的处理上限,就会像手机一样出现卡顿或者做出错误的决策,所以要么减少传感器的存在,要么增加算法的软硬件能力。

于是为了解决这个问题,车企们又开始用出了不同的方案。

比如特斯拉,他们一直在自研芯片和算法,甚至搭建神经网络模型来,希望通过强大软硬件来弥补决策不足。

然后他们向特斯拉用户开放FSD,让全球数量庞大的车主都成为特斯拉的测试员,不断抓取道路的信息,希望来培训算法。

为了处理这些数据,特斯拉还准备自己研发超级计算机DOJO,希望借助它来处理这些庞大的数据。

当然这么死磕算法的企业并不多,因为这需要大量的时间、成本,所以部分企业则另辟蹊径依靠的是后融合算法,来减轻负担。

传统的算法是将各个传感器的信息收集在一起,汇总之后再给芯片处理,这样的确会增加芯片的负担;而后融合算法则不一样,它先是给每一个传感器都安装上芯片,让激光雷达、摄像头、传统雷达自己先进行初步的数据筛选,把一些没有用的数据去掉,得出初步的结果后,再交给芯片去处理。

这样收集起来的数据就变少了,那么芯片在做决策的时候,就不会因为数据量问题,造成决策失误。

然而这种算法依旧不是最优的解法。

上面每个传感器的优缺点不一样,它们感知也是不一样的,同一个物体,在摄像头、雷达、激光雷达的观测下可能会产生不一样的后果,那么如果有冲突,结果应该以谁为准呢?

举个例子,比如路边一个人形广告牌,摄像头可以看出它是一个假人,但是激光雷达却感知它像个人类,那么决策层的芯片应该相信谁呢?

所以后融合算法也出现了问题。

当然不同的企业依旧有不同的选择,比如有些人选择了全融合算法,就是将传统的算法和后融合算法合并在一起,而这样对于芯片的算法能力要求再次变大。

特斯拉就另辟蹊径,干脆做起了减法。

2021年5月,特斯拉宣布取消了毫米波雷达,改成“Tesla Vision”视觉系统。

一个月后,他对此做出解释:说纯视觉方案的安全性反而会高于视觉+雷达方案,因为特斯拉的视觉方案已经够好了,再使用雷达反而可能会干扰判断。

所以不管是中国车企的多传感器的融合派,还是特斯拉的纯视觉,其实都是在实践的过程中发现了很多问题,然后被迫被出抉择,至于选择哪个方向,每一家车企都有自己的考量。

其实在自动驾驶上,几乎每一个路线都面临巨大的问题。

自动驾驶有三种路线,一种是以摄像头为主的单车视觉路线,代表车企是特斯拉。

还有一种是以激光雷达和摄像头多种传感器的融合路线,这类企业比较多,中国绝大部分车企选择的都是这个路线。

还有一种比较另类,是以道路和汽车共同智能的车路协同,意思就是让城市道路变得也变得智能起来,汽车就可以以较少的硬件达到自动驾驶,中国的某些城市走的就是这个路线。

这三种各有各的优势,但也各有各的问题。

它们归根到底就是:传感器、算法和芯片的组合,只要是没有解决好三者的冲突,任何一个路线都存在问题。

比如多融合传感器上面就说了,第一个需要强大的算法、第二个需要解决传感器的相互干扰,至今没有一家车企完美地解决这个问题。

还有车路协同,它成败的关键在于地图的精确绘制,但是高精度的绘制成本太高了,而且道路经常在变化,像基建发达的中国,几乎每一个月都会焕然一新,地图需要随时更新,难度太大了。

而特斯拉纯视觉也是如此,在马斯克看来人会犯错,但是机器不会,摄像头完全可以替代人眼,只要算法足够好,那么自动驾驶并不是梦想。

然而马斯克只考虑到了机器的严谨,却没有考虑到人性。

自动驾驶的诞生是消除事故,而不是只是做到和人类持平,只要这个系统有伤亡的可能,那么它就会被法律,被客户否认。

而特斯拉纯视觉路线恰恰没办法完全消除事故,它只能看到眼前的场景,没办法像雷达那样提前预知和规避,只要算法不够,那么它就永远不会是消费者和国家的第一选择。

比如特斯拉的几例事故,都是撞上了白色的汽车,这是因为它还无法准确识别静态的车辆,加上白色和远处天空的颜色接近,会误导视觉误差。

纯视觉路线存在难以逾越的弊端。

所以特斯拉在雷达上非常纠结,从开始的重视到逐步放弃,再到这次重启4D雷达,其实都是理想被现实打败的案例。

路线之争是最残酷的,一旦某个路线率先完成任务,那么有可能完全占据市场和舆论的主导,

其他路线再想突围,就会变得非常困难。

因此特斯拉重启4D雷达并不奇怪,传统的2D雷达只能在二维图像上检测物体的距离,检测不了大小,局限性很大,而4D雷达不仅能检测距离,还能检测大小和物体是否移动,可以完美解决当前所遇到的问题。

但是它又会回到以前的该相信谁的问题上。

马斯克曾经在推特上说过:雷达只有高精度才有用,而4D雷达正是里面的一种,所以它重启雷达并不奇怪,甚至激光雷达,我也不感到奇怪也是如此。

2021年,彭博社曾经报道特斯拉与激光雷达签署一份协议,秘密测试激光雷达的可行性,在之后,就有视听专家拍到特斯拉测试激光雷达的场景。

这件事虽然没有得到官方的证实,但是一旦特斯拉的4D雷达+摄像头路线,没能解决现有问题,那么特斯拉在未来很可能走上其他的道路,激光雷达未必不是最佳选择。

好了,本期内容就到这边,喜欢的话记得点赞加关注,我们下期见!

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页面更新:2024-03-15

标签:特斯拉   毫米波   传感器   算法   摄像头   激光   芯片   路线   视觉   方案

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