自动驾驶汽车的抉择：摄像头、无线电雷达还是激光雷达？
2016-07-27 19:03:47 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
据麦姆斯咨询报道，越来越多的公司开始大力发展自动驾驶汽车，通过这些厂商的努力探索，我们已经可以一窥哪些传感特性将驱动自动驾驶汽车向前发展。
随着“无人驾驶”的未来雏形愈趋明显，汽车所使用的传感器数量将增加十倍，但是，哪类传感器最具价值呢？
据麦姆斯咨询报道，越来越多的公司开始大力发展自动驾驶汽车，通过这些厂商的努力探索，我们已经可以一窥哪些传感特性将驱动自动驾驶汽车向前发展。
谷歌计划从数千英里的汽车道路行驶测试中找到答案，特斯拉则计划将高级驾驶辅助系统（ADAS）加入新款汽车中，并观察其应用情况。上述测试的核心在于自动驾驶汽车的基本构建模块——传感器。
随着“无人驾驶”的未来雏形愈趋明显，汽车所使用的传感器数量将增加十倍，但是，哪类传感器最具价值呢？
当人们进行汽车设计时，汽车制造厂商最感兴趣的地方在于，在不牺牲安全性的前提下，大力推动成本优化。
基于上述策略，目前的汽车传感器中，使用最多的就是摄像头，它所覆盖的功能包括紧急制动。
同时，为了在2020年实现 “Level 4”自动驾驶汽车的目标（这里的“Level 4”为SAE International国际自动机工程师学会 J3016标准对无人驾驶技术等级的划定。处于Level 4水平的机动车，能够在汇入高速公路、交通拥堵低速行驶时，实现包括自动转向、刹车、控速在内的所有驾驶操作），需加强激光雷达和无线电雷达（以下简称雷达）的组合应用。让我们来详细了解一下每类传感器的特别之处，以及如何通过传感器将机动车一步步演变成自动驾驶汽车。
1、激光雷达主要用于3D映射。激光雷达是光探测和测距的简称，是一项利用激光进行距离测量的技术。该技术在所有方向的扫描距离能够达到100多米，最终在汽车周围生成精确的3D地图，汽车接收到上述信息后，便能够对下一步操作做出智能判断。激光雷达面临的问题是生成的数据太大，而对OEM厂商而言，激光雷达的价格较高。
2、雷达主要用于运动测量。雷达是无线电探测和测距的简称，该传感器系统利用无线电波来测定速度、范围和对象角度。雷达的计算量要比摄像头小很多，与激光雷达相比，所使用的数据也大为减少。从方位而言，雷达的精度比激光雷达低一些，雷达适用于任何状况，甚至可以利用反射“看”到后方的障碍物。现代无人驾驶汽车的原型机，往往依靠雷达和激光雷达来“交叉验证”路况，并对驾驶做出预判。
3、摄像头主要用于分类和纹理解译。摄像头是目前为止相对最便宜且使用最频繁的传感器（但是其过程处理并不是最便宜的），摄像头需要用到大量的数据（全高清意味着每一帧都有数百万像素或兆字节），让其数据处理成为一项计算量庞大且算法复杂的工作。与激光雷达和雷达不同，摄像机能分辨颜色，因此，摄像机成为场景解读的最佳工具。
显然，这三款传感器对于汽车制造厂商打造下一代互联网汽车各具优势，但是分析过每类传感器的利弊后，我们或许可以做出一些预判与推测。
根据OEM厂商列出的无人驾驶汽车的成本结构，由于成本过高，激光雷达将在很长一段时间内只能是高端车型的选择。通往“Level 4”水平的自动驾驶汽车（SAE, 2014）需要安全性得到验证的技术，但是对“Level 2-3”水平的自动驾驶汽车而言，激光雷达的采用率将相对落后。
雷达作为一项成熟技术，在自动驾驶汽车领域变得日益高效。最近介入市场的新兴射频制程（RF CMOS）技术让雷达传感器变得更小、功耗更低、效率更高，非常符合OEM厂商的成本缩减策略。这将帮助OEM厂商更好的使雷达与摄像头实现互补，成为“最佳拍档”。
摄像头是三款传感器中最便宜的一款，并且近期内其在汽车领域的装配量仍将保持领先地位。摄像头的未来，很大程度上依赖于无人驾驶汽车控制算法的开发，以及如何处理所生成的大量数据。从谷歌等公司引入潜在的“免费”算法（参考Tensorflow），或许将有助于改变其应用速度。