双擎会铁皮
2021-02-24
精华 该内容被收录至自动驾驶社区精华 更多精华内容
我也说说激光雷达
《平民价格的车规级激光雷达!它来了》

今年开始,激光雷达又成了新的一个话题,因为它开始陆续搭载在价格较便宜的乘用车上,很多人都有机会接触到它了。但它究竟有什么用处,很多人还是不太了解。因为在交流中发现,很多人对毫米波雷达有多大能耐,视觉系统有多大能耐,也是含糊不清,那么多了一个叫激光雷达的,它能带来什么改变?就更不清晰了。

最近通过参加拜访大疆的交流学习,也了解到了一种皮毛,对于我这种门外汉来讲,梳理了几个概念。浅白地跟大家分享一下,也希望得到专家们的纠错和指导。

激光雷达给予自动(辅助)驾驶系统最大改变应该是安全性方面的保障。但我想一开始先转到另外一个关注点上,那就是对自动(辅助)驾驶系统的算力分担。
相对拥有激光雷达的系统,如果是纯视觉方案的系统,需要耗费大量算力用于对影像的实时分析工作。通过对实时视频画面的分析,类似 AR 应用那样换算出 3D 空间里面的目标物体,包括物体大致的 3D 模型,大小尺寸和在眼前场景中的位置以及活动轨迹等等,交由决策系统进行下一步的算法运算来处理。
目前在北美路试的 FSD BETA 可以说是拥有最强自动驾驶能力的一个纯视觉系统,摄像头所捕获的场景画面实时被强大算力的 HW 3.0 换算成虚拟实景数据,令系统的决策机构指挥着汽车来应对这些路况进行行驶。而近日比较热议的特斯拉经过墓地出现一些虚拟人物的话题,也是因为视觉系统通过影像信息对一些物体轮廓误判为人物造成。

在通过对激光雷达能力的了解之后,我发现,当你拥有了激光雷达,它可以不需要占用车里原有 ADAS 系统算力芯片的工时情况下,直接给决策机构送上一个眼前各个目标物的 3D 模型信息,包括这个东西的大小形状和位置数据。这样对于 ADAS 系统来讲太省力了,系统可以直接交给下一步决策算法来处理就行了,不需要根据那些影像信息进行重构 3D 场景模型。

如果再抠细一点来讲,激光雷达扫描到一个实物的点,会返回一个实物点的精准位置信息数据,获得这个数据不需要额外算力。但基于视觉系统画面上的一个点,仅是一个像素,需要算力通过画面进行重构成一个 3D 场景,来分析这个点在场景里面是不是属于一个实物身上的。如果是实物那么具体的位置数据也只能靠分析而不是精准的,还得需要毫米波雷达的数据来对照获得。另外,目前的视觉算力对于路面上物体究竟是不是某个投射的阴影都没法 100% 确认,存在大量误判和漏检的可能。而相比之下,激光雷达直接反馈的数据就省事太多了。

当然,数据过来了具体怎样用,那是系统算法层面针对不同需求去决定,如果要进一步辨认还可以再让摄像头去确认更详细信息都无妨,例如激光雷达发现有一个类似人的模型出现,那么摄像头进一步可以看他究竟穿什么颜色的衣服。但对于例如 AEB 等对安全性和辨认速度和准确性要求很高的系统,在不需要有太高算力的自动驾驶芯片支持下,也能立刻准确接收到有一个人的信息即可,他穿什么颜色已经并不重要了。激光雷达的实时高效而且基本无疏漏的信息反馈,对这方面需求太有用了!

另外,例如小鹏目前 XPilot 3.0 系统所采用的英伟达 Xavier 芯片算力是 30TOPS,远远落后于特斯拉 HW3.0 的 144TOPS 算力,但如果加入激光雷达,那么在识别周边一百五十多米范围的 3D 场景能力上,就不会受到这个算力差距的影响,反而还比目前用 30TOPS 算力来单纯做视觉再加毫米波雷达的方式,有更多的算力冗余进行其他更复杂的算法功能。激光雷达就好像对于现有自动(辅助)驾驶的一个强力外援那样,分担了很重要而且很繁重的工作!

而回到安全保障的话题上,激光雷达的特点几乎都是针对毫米波雷达和摄像头能力局限所产生的痛点而存在的。受光照,天气等环境因素影响甚微,而且识别速度快,数据精准,基本上不会出现漏检现象。昨天写过一篇心得提到,高速上静止目标物这种行业难题眼前的 ADAS 系统都无法解决,那么当日后都有了激光雷达之后,就几乎可以得到完整的解决方案。还诸如遇到短距离强行别车等场景,以往毫米波雷达根本无法反应,激光雷达配合侧前摄像头的话,做到更智能地自动避让甚至自动卡位,也不是不可能的。

总之,激光雷达的好处非常多,在以前,最大的缺点自然就是成本太高,消费不起,而且不是车规级产品,只能出现在各种科研测试车身上。但从今年起,半固态或接下来全固态车规级的产品将真正装到较大量零售的乘用车上,这可是一个重大的改变。第一台比较便宜的车型很可能就是小鹏代号为 D55 的小轿车,可能产品会命名为 P5。并且它搭载的 XPilot 3.0 是一个现成已经交付的 ADAS 系统,激光雷达可以作为外援直接加入到它的体系中,给予原有系统起到增强的作用。理论上这样的软件开发周期会更短,比赋予一个全新开发的系统,真正获得的效益会更快能够体现。所以,很期待今年年底这类产品真正走入车主生活的那一刻会带来怎样的不同感受!

反观,目前依然有些厂家还停留在将样板车的车身周围布满不可能实现车规量产的机械激光雷达,来测试开发所谓日后非常完善的自动驾驶系统,满足那个目前虚大空的口号目标,显然这已经完全不是一个节奏下的产物。

自动驾驶 小鹏P7 NGP 小鹏P7 XPILOT 自动辅助驾驶那些事 P7驾驶辅助 小鹏P5 激光雷达

  • 添加表情
  • 添加表情

相关评论共 23 条相关评论

  • 最热
  • 最新
  • 最早

个人观点,也不能说激光雷达就不怎么消耗算力。毫米波雷达也不是不能获取静态目标的信息,只是目标太多了无法处理,大部分情况下直接过滤了。激光雷达反馈的数据量则会更恐怖,通过激光雷达获取的点云数量惊人,从点云里分辨出是人、是车,甚至依靠激光雷达来做Mapping都需要不小的计算量。只是,小鹏用的激光雷达是个特例,基本只能拿来避障。从Livox雷达的特性来看,高速下拿来做SLAM,性能存疑。

双擎会铁皮: 激光雷达反馈的数据量是不是恐怖是另外一个话题,但那些信息量都是需要的,处理这些信息量是下一步算法必须做的。但纯视觉方案是在之前需要耗费算力去获取这个“恐怖”信息量,而且最大问题是不齐全甚至会有严重漏检。目前激光雷达的应用已经将常用的3D模型进行分类直接反馈了,除了极大避免漏检而且可以直接告诉决策层哪个地方有台车或者人,这个对于决策系统太方便了

双擎会铁皮: 毫米波受金属物件影响大,而且精准度差距太大,就算知道所处方位,也没办法知道障碍物的大小,甚至分辨不了那个东西是悬在空中还是放在地上

来去无踪 回复 双擎会铁皮: 按这么说是激光雷达自身带算力,但是看Livox的SDK这个算力是要外部提供的,如果是个分类器,一样是需要神经网络算出来的,差异在于直接有了距离的数据。但是我从实际使用看,目前小鹏的视觉算法是不能做距离估算的,距离是利用毫米波雷达做融合的,所以,看上去更多的还是利用这个距离数据。而对于高线数的激光雷达,直接获取的点云分辨率和目前摄像头获取后处理完塞给神经网络的图像未必差很多,怎么用要看各个厂家了。

双擎会铁皮 回复 来去无踪: 是的,是可以表述为自带算力。如果实现自带算力就能分担了车子自己的算力负担,激光雷达是扫描出一个模型反馈给系统的。具体是否这样实现,当然我们不是开发人员现在没办法知道很确切的操作,但哪怕是很弱的区域距离,只能扫到几个点,都大致有个尺寸大小和轮廓,以及距离数据在。这个对决策来讲太重要。比单纯用图像来重构3D场景再计算还是会轻松很多

来去无踪 回复 双擎会铁皮: 我看了Horizon的SDK文档,看文档雷达就给了点,但是Livox给了一些工具、标注数据和训练好的模型。估摸着我们看到的演示视频都是雷达兜一圈以后存下来点云数据,再拿回来跑结果,最后渲染出来的。所以,我觉得算力还是在外面的。

双擎会铁皮 回复 来去无踪: 其实我想说的就是这些点。这些点激光雷达是具有立体方位数据的,但视觉里面这些点都是2D像素,需要算力重构3D场景转换成3D数据才能得到激光雷达的这个点。至于这些点构成一个模型具体是个啥,那是下一步的事儿

来去无踪 回复 双擎会铁皮: 我想说的是,如果用神经网络做分类器,激光雷达和摄像头出来的都是点,激光雷达多了距离的参数(但是从Livox文档看没有给反射率这个参数,这么看摄像头多了颜色的参数,虽然大部分情况下是丢掉一部分的),这些塞给神经网络未必在算力上有更大的差异。还有,车端DL运算的量未必那么大,训练需要算力才很大。总结来说,Livox的激光雷达未必是ADAS的救星……

双擎会铁皮 回复 来去无踪: 视觉上的一个点,需要算力对3D场景重构,才能确认是否属于一个物体身上的,是否需要关注它,然后它的距离也是估算或者让毫米波数据比对才能获得。而且目前还没办法完全避免那是不是一个阴影。这些都是激光雷达所完全不需要耗费算力就能获得的。颜色不颜色那是以后看看有没有需求再说。对于例如 AEB,直接知道那个地方有个东西,就能立刻反应,这是最实在的。

来去无踪 回复 双擎会铁皮: 如果拿激光雷达做避障,自然不需要什么算力。但是,拿来做分类,还是需要的额外的计算的。我不是说激光雷达没用,但是我不觉得加个激光雷达就解决问题了。

双擎会铁皮 回复 来去无踪: 所谓避障就是最基础要确保的能力,这是安全性考虑。眼下没有激光雷达,也得耗费大量算力先把这个做好,例如通过视觉构造出3D场景,是必须做的。 其实目前小鹏的Xavier还是有较大算力压力的,能分担肯定更好,很多避障需求都会较容易准确实现。但没有激光雷达的系统肯定也继续开发也都具有一定能力。所以就看两种版本之间会不会做更多差异化,对于开发团队来讲,其实也是精力得分散。不如仅有一套方案方便。如果节省开发精力那么两个版本大致雷同,又发挥不出搭载激光雷达之后的优势。这个可能存在纠结。。。

请教一下,是否能说一说现在的激光雷达的功耗是个什么水平?对于电动车来说,如果电耗较高对续航也是个压力

双擎会铁皮: 那太不值一提了吧!特别是和暖气及音响这种算是用电大户相比。音响都不会对续航产生太多影响,能影响到那得多么边界才会被那么点功耗影响最终结果啊?现在续航能力普遍都达到较好的数量级了,犯不着为车内用电诸多担心了。

双擎会铁皮: 如果你确实对数据感兴趣的话,我刚刚百度了一下,大疆的一款Mid40平均功耗是45瓦,但小鹏P7音响就是600瓦。。。所以这种量级都没啥人去关心了

清晨 回复 双擎会铁皮: 45瓦确实不高,那对续航影响确实不大。。。谢谢铁皮哥指教!

怎么辨别激光雷达的优劣,这个皮总也科普一下吧

满满的都是干货

干货

过了明年没有激光雷达的车子我都不看。

恭喜,您的动态被推荐上首页啦,快去首页看看吧。

激光牛逼

谢谢分享