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小鹏解释为何不用激光雷达:看不远、干扰多、帧率低、穿透性差

小鹏汽车自动驾驶最新的技术路线引起了不小的讨论,其中关注度比较高的就是小鹏为什么抛弃了激光雷达。

最近,小鹏自动驾驶产品总监袁婷婷也专门回应了这个问题,先来看原文:

激光雷达看得远是个伪命题。

首先激光雷达是主动传感器,依赖于向外发射近红外光以及反射回波来计算 ToF(time of flight),来计算障碍物。这样会带来几个缺点

随着距离增加,激光束发散角扩大,导致能量密度呈平方反比衰减。在远距离测量时,回波信号强度和点云密度都大幅降低。以当前行业领先水平192线激光雷达为例,200m外的物体,激光雷达可获取信息和800万像素摄像头可获取信息可以用下图做一个对比。而车辆需要足够的信息来区分200m外是一个轻飘飘的塑料袋,还是一个横行的电瓶车。所以对于大模型方案来说,检测远距离目标最好的传感器不是激光雷达,而是高分辨率摄像头。

激光雷达会有多径效应并且帧率远低于摄像头。作为一种主动传感器,激光雷达在测量远距离的复杂地形或障碍物可能发生多次反射,导致回波信号混叠,使得原来的信号失真,或者产生错误,难以准确识别甚至误识别真实目标。同时业界主流激光雷达的处理帧率,不及我们摄像头帧率的一半,低频的帧率会让远距离且高速移动物体的识别误差进一步加剧。

同时,激光雷达其实对于天气状况非常敏感,穿透雨雾主要依靠的是毫米波雷达。近红外光的波长短,根据波粒二象性,波长越短粒子属性越强,衍射性越差,遇到雨雪雾等极端天气就会在传感器附近几米内形成一团噪点,并且不能穿透这些透明障碍物看到雾气后面的目标,从而“致盲”。而毫米波雷达波长更长,衍射性好,雨雾特性好。

这个解释其实已经非常清楚了,总结下来主要是4个点:

1、激光雷达看得远是伪命题。对于200m外的物体,192线激光雷达可获取的信息并不如800万像素摄像头获取的信息。也就是信息密度不够;

2、激光雷达有多径效应。比如前方一个不规则的多面石块,每个面都在反射光束,相互之间可能形成干扰;

3、激光雷达帧率远低于摄像头,也就是“刷新”太慢,在高速和远距离物体识别上加大误差识别率;

4、最后一个就是在雨雪雾天气下激光光束的穿透性很差。这种工况下更多是靠毫米波雷达来发挥作用。

最后她给出的结论是,激光雷达是一个信息密度低,且容易受干扰的传感器,并不适合作为强大大脑的眼睛。

所以小鹏在最新的技术路线上选择去掉激光雷达。来看看去掉激光雷达采用视觉方案带来哪些好处,以下依然是袁婷婷的原文解释:

(1)反应更敏捷

去激光雷达后节约了20%的感知算力,升级了视觉感知模型的容量、参数量和推理的频率。计算简化让端到端的延时大幅降低,视觉的响应速度是激光雷达的近2倍,意味着响应时间几乎减半,能够明显提升整车的安全性和流畅性;综合大模型的能力和车端算力,我们的视觉信息处理帧率,可以达到业界主流激光雷达的处理帧率的12 倍,能够大幅度提高城市辅助驾驶的安全级别。

(2)脑容量更大,脑神经更发达

“聪明的大脑”需要脑容量足够大(我们自研芯片的算力是行业内pro车型的4-5倍),也需要脑子里的神经网络足够发达(我们的云端基座大模型有720亿的参数,是行业最高)。摄像头提供的输入信号更丰富,信息量更大,配合更强大的“大脑”可以更有效地利用上千倍信息量的输入信号,从而提高整个系统的上限。

(3)眼睛更雪亮

小鹏汽车的AI摄像头(鹰眼视觉),是前向+后向800万像素,结合Lofic技术,行业内车规级最高精的摄像头,看的比人类远,在夜间、大逆光、雨雪天等看的比人眼更清楚。

按照她的观点,小鹏去掉激光雷达,采用“重算力+轻雷达”带来的显著变化还是4个点:

1、首先是节省了感知算力。官方给出的数据是20%。

2、另外就是系统的延迟更低了。因为计算量少了,并且复杂度降低了,所以计算速度更快了,整个系统的效率就上来了,逻辑上没问题。官方给出的数据是视觉的响应速度是激光雷达的近2倍,也就是系统响应时间几乎减半。

3、去掉激光雷达后给摄像头腾出了更多“空间”,信息输入量更大。上文提到因为摄像头的信息密度更大。训练量加大,提升系统的能力上限。

4、最后就是介绍小鹏AI摄像头的优势,前后800万,在夜间、大逆光、雨雪天比人眼的效果更好。

也有人提出了另一个问题,为什么之前用激光雷达,现在又不用了呢?

熟悉小鹏历史的朋友都知道小鹏是乘用车辅助驾驶最早把激光雷达上车的企业,在P5上搭载了2颗激光雷达。

小鹏并没有对这个问题解释,我的猜测应该和最新的技术有关。原来整个算法架构基于规则,加上激光雷达相当于开了“外挂”,现在全部切换了最新的AI技术,大模型对信息质量提出了新的要求。

有意思的是,理想也在提VLA的概念,而且最近更新版L6789 Pro车型中,理想全部加上了激光雷达,理由是为了更好的安全。

对错我们就不做评判了,激光雷达和摄像头的争论也不是一两天了。除了特斯拉,小鹏之前,极越是国内最早抛弃激光雷达的车企,如今小鹏续上了这把火,后续会不会有更多车企加入去激光雷达大军呢?大家认为,摄像头和激光雷达孰优孰劣?

如果你长期关注智能电动汽车领域,有任何问题欢迎加作者微信交流。

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  • 原文链接https://page.om.qq.com/page/OeXG7OOevc58FWEpAulISksA0
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