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?舍棄毫米波雷達(dá)是一個正確決定嗎?

2021/06/03
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5月25日,特斯拉美國官網(wǎng)上發(fā)布《Transitioningto Tesla Vision》的公告中表示,從2021年5月僅北美地區(qū)制造的Model3和ModelY將不配備radar(毫米波雷達(dá)),Autopilot將由攝像頭和視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供運(yùn)算支持。

 

圖片來源:特斯拉北美官網(wǎng)

 

看來鋼鐵俠并不是單單拒絕Lidar,連Radar也即將被拋棄。

其實早先特斯拉就已經(jīng)放風(fēng),醞釀對目前的FSD(完全自動駕駛軟件進(jìn)行一次大版本的更新,或?qū)⒉辉傩枰撩撞ɡ走_(dá)而采用純視覺的感知方案。

圖片來源:網(wǎng)絡(luò)

經(jīng)證實,特斯拉本次雖然取消了唯一一顆前向77GHz毫米波雷達(dá)傳感器,但超聲波雷達(dá)依然存在,所以小編認(rèn)為這或許并不能稱之為“Pure vision”。

圖片來源:特斯拉美國和中國官網(wǎng)

但盡管如此,取消毫米波雷達(dá)還是引起了一陣不小的騷動,按照通常的理解,自動駕駛采用多傳感器融合的方式似乎是公認(rèn)的。

而且隨著激光雷達(dá)成本的降低,似乎傳感器種類可以“做加法”,但此刻特斯拉卻選擇了“做減法”,究竟為什么呢?本篇文章小編斗膽分析一下。

圖片來源:華為(首臺搭載3顆華為激光雷達(dá)的極狐阿爾法S樣車下線)

先認(rèn)識一下,毫米波雷達(dá)究竟是什么。

?毫米波雷達(dá),是工作在毫米波波段(MMW,Millimeterwave)探測的雷達(dá)。其波長為1~10mm,介于微波和厘米波之間,工作頻率在30~300GHz頻域?;竟ぷ髟硎峭ㄟ^天線

發(fā)射信號和接收信號之間的頻率差來進(jìn)行測距、測速,利用天線陣元之間的相位差來進(jìn)行測角度信息。

圖片來源:大陸Continental

毫米波穿透霧、煙、灰塵的抗干擾能力強(qiáng),具有全天候(大雨天除外)全天時的特點(diǎn)。還能同時識別多個分辨識別很小的目標(biāo),具有成像能力,體積小、機(jī)動性和隱蔽性好等特點(diǎn)。因此,毫米波雷達(dá)在5G通信、雷達(dá)、制導(dǎo)、衛(wèi)星遙感技術(shù)、射電天文學(xué)和波譜學(xué)方面都有廣泛的應(yīng)用,當(dāng)然我們現(xiàn)在常見的自動駕駛汽車及含有ADAS輔助駕駛功能的汽車也在使用。

圖片來源:大陸Continental毫米波雷達(dá)

?車載毫米波雷達(dá)

針對汽車領(lǐng)域,目前國際電信聯(lián)盟劃分給車載毫米波雷達(dá)的頻段為兩種:24GHz和77GHz。

而根據(jù)探測距離不同分成三種:短距離SRR(60米以內(nèi))、中距離MRR(100米左右)和長距離LRR(200米以上)。

通常24GHz雷達(dá)檢測范圍為短距離,未來或逐步被淘汰,而中距離和長距離毫米波雷達(dá)都使用77GHz。

圖為:毫米波雷達(dá)FOV分布(來源:佐思產(chǎn)研《智能駕駛硬件指南》)

車載毫米波雷達(dá)根據(jù)車身安裝部位可實現(xiàn)不同探測功能,短距離探測主要用于如盲點(diǎn)探測、碰撞預(yù)警、泊車輔助等,通常在翼子板或車身四角位置。

中遠(yuǎn)距離探測則通常作為ACC巡航、剎車輔助、緊急剎車、車距保持等功能,通常安裝在車輛前部。

圖為:毫米波雷達(dá)對應(yīng)ADAS功能的性能要求(來源:佐思產(chǎn)研《智能駕駛硬件指南》)

如上述所說,毫米波雷達(dá)應(yīng)用如此廣泛,那么為什么仍被特斯拉舍棄了?

仔細(xì)查閱,小編得知,其實毫米波雷達(dá)也有一些缺點(diǎn)和局限性:

第一,對物體的識別度差

因為毫米波雷達(dá)主要作用是測距和測速,并不具備準(zhǔn)確識別物體的能力,

尤其是對人,一般在10-20米間探測有效率高,20米以上可能會誤檢、漏檢。

同時毫米波雷達(dá)受對金屬物體探測最為敏感,但也恰恰是因為有時金屬過多或位置的問題,由于無法分辨具體物體,所以在涉及到ADAS相關(guān)功能時,常常會做出剎車的決策。

舉個例子,道路剛維修好時,道路施工方通常會在剛修補(bǔ)好的瀝青或水泥的地面鋪上一層鋼板,防止地面被過往車輛壓壞,而超聲波雷達(dá)走過此條車道時會認(rèn)為地面上的鋼板是一堵墻,出現(xiàn)緊急剎車行為。

第二,對橫切向目標(biāo)的探測準(zhǔn)確度低

毫米波雷達(dá)發(fā)射的電磁波遵循“多普勒效應(yīng)”,只能提供徑向的速度探測,因此毫米波雷達(dá)不會提供切向障礙物的速度,使用毫米波雷達(dá)對橫切向的目標(biāo)識別準(zhǔn)確度低。

第三,容易被電磁干擾

由于很多汽車喜歡安裝測速雷達(dá)或一些通信天線,其本身也都會發(fā)射電磁波,因此使毫米波雷達(dá)的誤判成為家常便飯。

第四,易受惡劣天氣影響

在雨、霧和濕雪等高潮濕環(huán)境下,毫米波的衰減會降低雷達(dá)的有效探測距離。

第五,性價比

毫米波雷達(dá)雖然沒有激光雷達(dá)貴,但是相比攝像頭其成本也相對高。

盡管如此,仍有很多行業(yè)內(nèi)的分析認(rèn)為,毫米波雷達(dá)仍然是自動駕駛傳感器里非常重要的組成部分,因為單純依賴攝像頭依然有很多頑疾存在。

圖片來源:https://www.theverge.com

純視覺方案被質(zhì)疑也是很正常的,首先,攝像頭是一種被動式傳感器,其本身并不發(fā)光,成像質(zhì)量受到環(huán)境亮度影響較大,易受外界雨天、霧天環(huán)境以及強(qiáng)光下曝光或黑夜環(huán)境而影響識別率。

圖片來源:https://www.theverge.com

其次,攝像頭需要海量數(shù)據(jù)支撐和標(biāo)定,所需計算量龐大,需要GPU等更多算力支撐。

另外,在相同的惡劣天氣情況下,如大雨天氣,雖然毫米波雷達(dá)受限,但攝像頭也同樣會受限。而且攝像頭被遮擋時基本上也無法正常工作。

其實,在探測距離方面,毫米波雷達(dá)對中遠(yuǎn)程的探測依然可以在很多功能場景下提供更好的體驗,如:AEB(自動緊急制動),因為前向毫米波雷達(dá)與攝像頭數(shù)據(jù)融合,可有效感知車外的環(huán)境,進(jìn)行靜態(tài)、動態(tài)的識別,能及時進(jìn)行預(yù)警前方碰撞,如果去掉毫米波雷達(dá)可能會縮短汽車的制動距離,從而降低舒適度。

 

相信特斯拉也對去掉毫米波雷達(dá)持謹(jǐn)慎態(tài)度,只選擇了北美發(fā)售的兩款車型而未將全球車型進(jìn)行調(diào)整,

另外也限制了部分自動駕駛功能,比如智能召喚和緊急車道偏離回避就在交付時被禁用,同時,也增加了跟車距離并進(jìn)行了限速,

 

具體速度限定為75英里/小時以內(nèi),或許這對北美的部分州不太友好,因為定速在80英里/小時開啟自動駕駛在美國人煙稀少的州是很常見的。

圖片來源:網(wǎng)絡(luò)

 

不管怎樣,毫米波雷達(dá)確實已經(jīng)被特斯拉嘗試舍棄了,但這也不能代表未來的趨勢,還是有相當(dāng)多的人認(rèn)為多傳感器的組合更加安全和值得信任,這里面也提到了地圖。

圖片來源:https://www.theverge.com

作為四維圖新來說,我們認(rèn)為高精度地圖也是自動駕駛必不可少的傳感器,可有效彌補(bǔ)自動駕駛傳感器的性能邊界,為自動駕駛提供重要的先驗信息。

而且高精度地圖可以幫助自動駕駛車輛準(zhǔn)確定義自身在環(huán)境中的位置,并在感知、規(guī)劃、決策等模塊起到重要支撐作用。

 

所以大家認(rèn)為是純視覺解決方案更有優(yōu)勢,還是多傳感器融合更靠譜呢?歡迎大家在下方投票!留言!

 

 

 

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Tesla 致力于通過電動汽車、太陽能產(chǎn)品以及適用于家庭和企業(yè)的綜合型可再生能源解決方案,加速世界向可持續(xù)能源的轉(zhuǎn)變。

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