速騰聚創(chuàng)邱純鑫：從傳感器角度“看”自動(dòng)駕駛進(jìn)階發(fā)展，MEMS 固態(tài)激光雷達(dá)是未來 | CCF-GAIR 2018

*速騰聚創(chuàng) CEO 邱純鑫

雷鋒網(wǎng)新智駕按：2018 全球人工智能與機(jī)器人峰會(huì)（CCF-GAIR）在深圳召開，峰會(huì)由中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)（CCF）主辦，雷鋒網(wǎng)、香港中文大學(xué)（深圳）承辦，得到了寶安區(qū)政府的大力指導(dǎo)，是國內(nèi)人工智能和機(jī)器人學(xué)術(shù)界、工業(yè)界及投資界三大領(lǐng)域的頂級(jí)交流盛會(huì)，旨在打造國內(nèi)人工智能領(lǐng)域最具實(shí)力的跨界交流合作平臺(tái)。

行業(yè)內(nèi)越來越多人相信，打造一臺(tái)人人用得起的激光雷達(dá)，需要對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械掃描式激光雷達(dá)進(jìn)行全固態(tài)設(shè)計(jì)，減少其上大量可移動(dòng)的部件。因?yàn)檫@樣有助于激光雷達(dá)滿足車規(guī)級(jí)和量產(chǎn)的需求。

作為激光雷達(dá)領(lǐng)域第一梯隊(duì)的玩家，速騰聚創(chuàng)（Robosense）在今年 1 月的 CES上對(duì)外展示了旗下的第三代 MEMS 固態(tài)激光雷達(dá)產(chǎn)品，吸引了很多關(guān)注。

作為深圳的本土企業(yè)，速騰聚創(chuàng)這一次深度參與了雷鋒網(wǎng)承辦的 CCF-GAIR 人工智能與機(jī)器人峰會(huì)，這家公司既在展臺(tái)上展示了其全線激光雷達(dá)產(chǎn)品，還有測試樣車實(shí)際呈現(xiàn)他們的 P3 激光雷達(dá)感知系統(tǒng)方案。此外，速騰聚創(chuàng) CEO 邱純鑫還在大會(huì)的智能駕駛專場進(jìn)行了主題演講，主要從傳感器的角度看自動(dòng)駕駛的進(jìn)階。

以下是邱純鑫演講全文，雷鋒網(wǎng)新智駕進(jìn)行了不改變?cè)獾木庉嫞?/span>

回顧自動(dòng)駕駛歷史，最早應(yīng)該追溯到差不多近百年前，美國的陸軍電子工程師 Francis 做的用無線電波去控制車輛的剎車、離合以及轉(zhuǎn)向；然后就是 1956 年美國通用用一些預(yù)埋電纜配合車上安裝的接收器去進(jìn)行車輛的控制；再有就是 1977 年的日本筑波工程研究院開始使用攝像頭傳感器。到了 1998 年，意大利的帕爾馬大學(xué)使用雙目攝像頭對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別、導(dǎo)航，當(dāng)時(shí)跑了 2000 公里，94% 的里程都是在自動(dòng)駕駛模式下完成的，剩下 6% 左右在人工干預(yù)下完成。

自動(dòng)駕駛發(fā)展最具有代表性的事件是 2004 年舉辦的美國 DARPA 挑戰(zhàn)賽，有 25 支隊(duì)伍依照興趣參與，當(dāng)年沒有一支隊(duì)伍完成任務(wù)，比賽總里程也就 11.78 公里。

當(dāng)時(shí)大家評(píng)論說，這次比賽之所以沒有完成任務(wù)最主要的原因是車輛對(duì)環(huán)境感知得不充分，幾噸甚至上十噸的車，碰到前面的小草堆就過不去。這也側(cè)面反映出純視覺傳感器的缺陷，它們要對(duì)強(qiáng)光對(duì)射、黑暗、斑駁光影的道路環(huán)境進(jìn)行感知，將大大增加算法的難度。

新的突破出現(xiàn)在 2005 年，斯坦福大學(xué)車隊(duì)當(dāng)時(shí)在車頂上裝了多個(gè)單線激光雷達(dá)，這類單線激光雷達(dá)原來并不用在機(jī)器人或自動(dòng)駕駛車輛上，而是用在工業(yè)方面，探測距離并不遠(yuǎn)。但是，給車輛裝上這類單線激光雷達(dá)后，車輛就能夠完成任務(wù)了，這算是一個(gè)比較大的突破。

Velodyne 在 2004 年的時(shí)候也參與了這項(xiàng)比賽，在深入思考之后，這家公司了解到激光雷達(dá)的重要性，所以就研發(fā)了 64 線激光雷達(dá)，這款產(chǎn)品至今已經(jīng)有十幾年的歷史。

后來，多線激光雷達(dá)成為自動(dòng)駕駛方案的常見配置，以至于 2017 年的時(shí)候，全新的奧迪 A8 上就采用了激光雷達(dá)傳感器，成為全球首款安裝激光雷達(dá)的量產(chǎn)車型。

激光雷達(dá)相較于攝像頭的好處是它能得到準(zhǔn)確的三維信息，而且它自己就是一個(gè)主動(dòng)光源，能夠不受光照的影響，白天和晚上都能正常工作。

這張圖是激光雷達(dá)和攝像頭的性能對(duì)比。

攝像頭識(shí)別的顆粒度比較高，它能得到一個(gè)豐富的紋理色彩，所以它能做精細(xì)化的識(shí)別，在這一點(diǎn)上激光雷達(dá)不如攝像頭。比如目前的激光雷達(dá)沒辦法把車輛的品牌識(shí)別出來。

攝像頭最大的缺點(diǎn)還是它受環(huán)境光的影響比較大，而且它對(duì)數(shù)據(jù)的要求比較高，無論是深度學(xué)習(xí)還是其它的機(jī)器學(xué)習(xí)的方式，攝像頭對(duì)數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求都比較高：數(shù)據(jù)質(zhì)量好，它可能就識(shí)別得好。

攝像頭需要在數(shù)據(jù)庫里有這個(gè)東西存在，才能識(shí)別它；而激光雷達(dá)首先是對(duì)障礙物進(jìn)行識(shí)別，然后再去分類。

這是速騰的激光雷達(dá)產(chǎn)品的點(diǎn)云圖，它可以對(duì)周圍障礙物進(jìn)行識(shí)別，包括對(duì)路邊沿進(jìn)行檢測，還能進(jìn)行定位，定位精度大概在 10 厘米左右。

我們會(huì)有一些標(biāo)注，把車分類出是卡車、小汽車還是行人、自行車。但是也就只能分出這幾個(gè)類別，不能有更精細(xì)化的分類。

從 2016 年開始，自動(dòng)駕駛進(jìn)入了一個(gè)量產(chǎn)落地期，現(xiàn)在大家對(duì)落地越來越急迫。

Waymo 是全球自動(dòng)駕駛的領(lǐng)頭羊，大家看它在 2016、2017 年和 2018 年對(duì)車的下單量從 100 輛到 600 輛增長到 2 萬輛，這個(gè)增長還是很快的。萌芽期的時(shí)候自動(dòng)駕駛發(fā)展都是以 10 年甚至 20 年為一個(gè)階段；到了發(fā)展期，基本是按月算，到現(xiàn)在則是按天來算。

上個(gè)月月底，菜鳥發(fā)布了物流小車，他們說要在三年內(nèi)投入 10 萬臺(tái)車；京東在6 月 11 日也發(fā)布了相應(yīng)的設(shè)備并且決定落戶長沙，而且下一個(gè)落地項(xiàng)目的選址也接近敲定。

這是我們總結(jié)的一個(gè)表，可以看到所有的車廠或者 Tier 1 的自動(dòng)駕駛發(fā)展時(shí)間表，基本上都集中在 2020 年到 2022 年實(shí)現(xiàn) L3 或者 L4。L5 會(huì)大有不同，有些企業(yè)實(shí)現(xiàn) L5 的時(shí)間會(huì)定在 2025 年，而有些是 2022 年，有些則選擇 2030 年。

這個(gè)時(shí)間已經(jīng)很接近了，對(duì)我們這樣的供應(yīng)商來說，也是非常緊張的。因?yàn)楝F(xiàn)在距離 2020 年也就只有兩年了，而激光雷達(dá)的成本壓縮和保證產(chǎn)品可靠度，還有很多路要走。激光雷達(dá)的發(fā)展一定是朝著量產(chǎn)、低價(jià)以及穩(wěn)定性方向去發(fā)展。

固態(tài)激光雷達(dá)是未來的方向，現(xiàn)在激光雷達(dá)做下來，我們覺得 MEMS 是最容易實(shí)現(xiàn)的。它的優(yōu)點(diǎn)是在于它的高分辨率、長距離、車規(guī)級(jí)、易量產(chǎn)以及低成本。

現(xiàn)在的 32 線或者 16 線激光雷達(dá)，分辨率再往下做很大程度上受到物理體積的限制。但是 MEMS 激光雷達(dá)可以做到水平分辨率 0.09 度、垂直分辨率 0.2 度，往后能達(dá)到水平分辨率 0.1 度、垂直分辨率也是 0.1 度，再往后還能識(shí)別出 200 米外的 10*10 厘米大小的物體。

探測距離的長短取決于我們采用的光源是 905nm 激光器還是 1550nm 激光器，而且探測器的靈敏度也會(huì)產(chǎn)生影響，這里相關(guān)的要求還是挺多的。

在車規(guī)級(jí)方面，目前的 MEMS 激光雷達(dá)已經(jīng)在做車規(guī)級(jí)的認(rèn)證，然后就是量產(chǎn)準(zhǔn)備，它基本產(chǎn)品化之后，它的成本也會(huì)隨之降低。

大家看 MEMS 的工作原理，它就是采取少數(shù)的激光發(fā)射器，原來 16 線采取 16個(gè)發(fā)射器，32 線要采取 32 個(gè)發(fā)射器，64 線又則繼續(xù)翻倍。MEMS 激光雷達(dá)不是采取發(fā)射器和接收器物理的疊加，而是采取 MEMS 兩個(gè)維度的振動(dòng)，來提升掃描的線數(shù)。

后面可能還會(huì)做一些智能化的掃描，跟人眼的影射功能是一樣的，MEMS 可以定向掃描，結(jié)合識(shí)別算法做一些影射功能。

激光雷達(dá)的高分辨率和低成本是未來的趨勢，我們希望在 2020 年做到量產(chǎn)價(jià)格 200 美金一臺(tái)，過程中會(huì)給大家提供一些樣品，這些樣品的價(jià)格還沒定，但基本是朝著目標(biāo)去做。

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