2017年7月9日，中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)（CCF）主辦、雷鋒網(wǎng)與香港中文大學(xué)（深圳）承辦的第二屆全球人工智能與機(jī)器人峰會(huì)（CCF-GAIR 2017）進(jìn)入到最后一天的議程。自動(dòng)駕駛作為人工智能大潮中一個(gè)最重要的分支，在這天得到廣泛而深入的探討。

目前，自動(dòng)駕駛傳感器方案主要有兩種，一種以激光雷達(dá)（LiDAR）為主，另一種則更加傾向于視覺(jué)傳感器。今年，國(guó)內(nèi)外自動(dòng)駕駛落地加快，激光雷達(dá)作為關(guān)鍵部件，諸多公司都聚焦到該領(lǐng)域。其中，總部位于深圳的速騰聚創(chuàng)便是國(guó)內(nèi)典型代表，近來(lái)，這家公司有了一些突破性進(jìn)展，對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)也產(chǎn)生了助力。

* 速騰聚創(chuàng)CEO 邱純鑫

本屆CCF-GAIR，雷鋒網(wǎng)的老朋友——速騰聚創(chuàng)CEO邱純鑫為自動(dòng)駕駛從業(yè)者們講了講激光雷達(dá)產(chǎn)品、聊了聊“普羅米修斯計(jì)劃”。

速騰聚創(chuàng)是激光雷達(dá)方案提供商，希望通過(guò)激光雷達(dá)讓無(wú)人駕駛汽車擁有超越人類眼睛的環(huán)境感知能力。

1．

首先，講講激光雷達(dá)為什么是無(wú)人駕駛不可或缺的傳感器。

上圖顯示的是目前比較典型的無(wú)人駕駛的系統(tǒng)框架。左邊是整個(gè)傳感器的輸入，包含激光雷達(dá)、攝像頭、GPS、RADAR、高精地圖等傳感器；中間是感知模塊，感知通過(guò)傳感器獲取的數(shù)據(jù)，通過(guò)算法來(lái)進(jìn)行物體識(shí)別和跟蹤；右邊則是進(jìn)行決策和控制的整個(gè)過(guò)程。

具體到傳感器部分，左邊主要是對(duì)周邊物體進(jìn)行識(shí)別，比如毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)；右邊像GPS和編碼器主要用于車輛本體的定位；當(dāng)然，車身還有一些其他的傳感器。

各類傳感器其實(shí)都存在某些缺陷，像毫米波雷達(dá)就是因?yàn)榈头直媛实脑?，所以目前主要用于障礙物識(shí)別；而攝像頭因?yàn)槿菀资芄庹沼绊懀埠茈y形成周邊的物體精確三維建模，所以用得比較多的是障礙物分類和跟蹤。激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)在于其可以得到很豐富的三維色彩，對(duì)物體的細(xì)分可以做得很好，也不會(huì)受光照影響，所以成為無(wú)人駕駛不可或缺的傳感器。

但是， 目前這三種傳感器不是誰(shuí)替代誰(shuí)的關(guān)系，去年，整個(gè)行業(yè)都在討論，這幾年內(nèi)應(yīng)該是多個(gè)傳感器融合的綜合解決方案：可能以激光雷達(dá)為主導(dǎo)，也可能以攝像頭為主導(dǎo)。無(wú)人駕駛領(lǐng)域最重大的問(wèn)題就是“安全”，所以需要使用更為可靠的傳感器，保證無(wú)人駕駛商業(yè)落地更為安全。

2.

既然激光雷達(dá)是不可或缺的傳感器，那么對(duì)于其輸出的數(shù)據(jù)也必須有一定的了解。激光雷達(dá)主要輸出“點(diǎn)云”，當(dāng)激光雷達(dá)掃到周圍物體的時(shí)候，會(huì)感知到這個(gè)點(diǎn)的空間信息XYZ以及激光反射強(qiáng)度I，這些點(diǎn)離散化分布在三維空間里，形成“點(diǎn)云”。

激光雷達(dá)很重要的一塊就是生成高精度地圖，還有進(jìn)行定位和障礙物檢測(cè)、動(dòng)態(tài)物體跟蹤和障礙物分類。

在定位方面，現(xiàn)在普遍的定位方式有視覺(jué)定位、RTK定位和激光雷達(dá)定位。

視覺(jué)定位用得比較多的是在室內(nèi)，因?yàn)槭彝獾脑捀蓴_比較多；RTK定位能達(dá)到厘米級(jí)，但是其價(jià)錢不亞于激光雷達(dá)，而且在一些工況下（隧道、高樓）信號(hào)會(huì)中斷或者受干擾，數(shù)據(jù)不連貫則可能導(dǎo)致危險(xiǎn)發(fā)生。

所以，相較之下，激光雷達(dá)定位更為可靠。

邱純鑫表示，在高精度地圖數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，會(huì)進(jìn)行物體的特征提取，這可能是包括一些點(diǎn)、線、面，還有速感。特征提取出來(lái)后，會(huì)在高精度地圖中存儲(chǔ)起來(lái)，作為原始數(shù)據(jù)。當(dāng)配備有激光雷達(dá)的車在行駛過(guò)程中感受到周圍物體的時(shí)候，也會(huì)進(jìn)行特征的提取，比如提取樹(shù)干的特征，然后再和高精度地圖存儲(chǔ)的樹(shù)干的特征進(jìn)行匹配，這是利用激光雷達(dá)的定位過(guò)程。當(dāng)然在匹配過(guò)程中也可以結(jié)合深度學(xué)習(xí)的方式。

而在障礙物檢測(cè)和分類方面，視覺(jué)傳感器的分類能力是非常好的，甚至可以辨別出一輛車的車型，這是激光雷達(dá)做不到的。當(dāng)然，使用視覺(jué)方案必須要依賴于其數(shù)據(jù)庫(kù)的豐富程度，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)中沒(méi)有該物體時(shí)，可能就識(shí)別不出來(lái)。比如裝滿了數(shù)木以及貨物的車輛，通過(guò)視覺(jué)方案就很難識(shí)別其到底是什么物體。

激光雷達(dá)則沒(méi)有這個(gè)擔(dān)憂，即使不認(rèn)識(shí)前方物體是什么，但是首先會(huì)確定其是某個(gè)障礙物，搭載了激光雷達(dá)的無(wú)人駕駛車輛就不會(huì)撞上去。當(dāng)然，激光雷達(dá)也可以進(jìn)行分類，只不過(guò)是在識(shí)別了障礙物之后進(jìn)行的。

在利用激光雷達(dá)去進(jìn)行障礙物分類和跟蹤的整個(gè)過(guò)程中，邱純鑫表示他們會(huì)做地面點(diǎn)提取，做障礙物分割，分割出來(lái)后進(jìn)行分類，區(qū)分開(kāi)是小車還是大卡車、行人還是自行車。然后對(duì)物體進(jìn)行跟蹤，跟蹤的精度可以做到一米每秒甚至更高，不隨著兩者間的距離發(fā)生變化，這是激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)。

3.

在分享了激光雷達(dá)傳感器的一些技術(shù)細(xì)節(jié)之后，邱純鑫也從更加宏觀的產(chǎn)業(yè)角度談了談激光雷達(dá)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來(lái)趨勢(shì)。

他表示，目前無(wú)人駕駛面臨著傳感器缺乏的現(xiàn)狀。大家都知道，無(wú)人駕駛要產(chǎn)業(yè)化落地，需要大量的路測(cè)和數(shù)據(jù)。但是激光雷達(dá)的量產(chǎn)周期長(zhǎng)，供貨不足。所以很多無(wú)人駕駛企業(yè)沒(méi)辦法進(jìn)行相關(guān)路測(cè)和數(shù)據(jù)收集工作。另外，不像攝像頭發(fā)展的時(shí)間那么久，激光雷達(dá)其實(shí)處在比較早期的階段，它還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到可以做成和攝像頭一樣大小、一樣便宜的階段。是不是做到跟攝像頭一樣便宜，所以目前最大的問(wèn)題是傳感器缺乏。

而且，目前研究激光雷達(dá)的人員還沒(méi)有那么多，所以這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)推進(jìn)的速度還不夠快，導(dǎo)致激光雷達(dá)發(fā)揮的功能并沒(méi)有那么強(qiáng)。

再一個(gè)是重復(fù)造輪子，因?yàn)闊o(wú)人駕駛整個(gè)體系是非常復(fù)雜的，涉及到激光雷達(dá)及其相關(guān)算法、攝像頭及其相關(guān)算法、高精度地圖，還有融合和決策控制。導(dǎo)致大家在做產(chǎn)業(yè)化落地的時(shí)候很多情況都是在“重復(fù)造輪子”。

速騰聚創(chuàng)本身是做激光雷達(dá)的方案提供商，目前既生產(chǎn)激光雷達(dá)，也有一些激光雷達(dá)算法，希望業(yè)者可以盡快將激光雷達(dá)用起來(lái)。

在邱純鑫看來(lái)，激光雷達(dá)未來(lái)要朝著可量產(chǎn)化和低成本化發(fā)展，而且LiDAR要處理部分的軟件功能，軟硬結(jié)合，盡量往前端做一點(diǎn)，相當(dāng)于在激光雷達(dá)里面配備一個(gè)芯片，這個(gè)芯片有頂層的信息。

如果把激光雷達(dá)分為兩塊，一塊是基于掃描式的雷達(dá)，一種是非掃描式的雷達(dá)。掃描式的雷達(dá)又分成三種：機(jī)械式旋轉(zhuǎn)雷達(dá)、MEMS掃描雷達(dá)和OPA（相控陣）掃描雷達(dá)；而非掃描式雷達(dá)是Flash LiDAR。

固態(tài)激光雷達(dá)的實(shí)現(xiàn)方式可以是MEMS、也可以是OPA以及Flash，但是這三種都有難點(diǎn)，并不存在殺手級(jí)的產(chǎn)品，離可商用的階段還有一段距離，全球的情況都是如此。所以，目前業(yè)者還是要推動(dòng)機(jī)械式旋轉(zhuǎn)雷達(dá)的技術(shù)往前邁進(jìn)。

當(dāng)然，速騰聚創(chuàng)也在固態(tài)激光雷達(dá)領(lǐng)域進(jìn)行研發(fā)。

4.

幾個(gè)月前，速騰聚創(chuàng)提出了普羅米修斯計(jì)劃，不但為客戶提供好用的激光雷達(dá)產(chǎn)品，也為廠商提供激光雷達(dá)的配套算法，降低激光雷達(dá)的使用門檻，讓他們不用“重復(fù)造輪子”。希望能夠加速整個(gè)行業(yè)的創(chuàng)新，讓無(wú)人駕駛商業(yè)化落地走得更快。

目前，速騰聚創(chuàng)的16線激光雷達(dá)已經(jīng)用在園區(qū)物流車、乘用車以及客車上，其中包括了多個(gè)激光雷達(dá)耦合的方案。固態(tài)激光雷達(dá)也在默默地做，“希望我們拿出的東西不比國(guó)外的差”，邱純鑫說(shuō)。

Via 雷鋒網(wǎng)

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