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BLT快讯[特斯拉]特斯拉抛弃所有雷达?

2022-02-25

<自动驾驶物体识别参考图片>


特斯拉的自动驾驶开发方式不同于Waymo、 GM Cruise等自动驾驶开发企业。

Waymo使用激光雷达和高精度地图实现自动驾驶,特斯拉则采用基于摄像头获取的视频的强化学习(模仿学习)来实现其自动驾驶技术。

即,特斯拉实现的自动驾驶排除激光雷达(LiDAR),仅通过立体摄像头(视觉)和雷达(Radar)组合。特斯拉的CEO埃隆·马斯克曾多次公开表示:“傻子才用激光雷达”。


其原因在于激光雷达的成本和耗电量。

当前的激光雷达的技术并不具有成本效益。纯电动汽车(BEV)通过计算机有效利用电力来实现自动驾驶,因此计算机以外元件的高耗电对于电动汽车不合适。高耗电激光雷达系统会对自动驾驶汽车的行驶距离产生负面影响。

 

从特斯拉的观点来看,电动汽车应当成为一种实现自动驾驶的最佳工具,激光雷达是降低电动汽车效率的“罪魁祸首”。

如上所述,特斯拉的自动驾驶方法不涉及高精度地图,通过识别车辆周围环境并创建车辆周围环境3D地图的激光雷达对特斯拉而言不如对其他公司重要,并且可以被视觉系统取代。


 



来源: ACS论文-Life Cycle Assessment of CAVs, Meritz证券研究中心



在数据收集不足的情况下,特斯拉当前采用的“雷达-摄像机组合”可能不如“激光雷达-高精度地图组合”准确。

然而,从测试车辆与已售出车辆中积累的数据、深度学习(Deep Learning)技术的发展,使特斯拉在没有地图的环境中持续完善自动驾驶的准确性,特斯拉的自动驾驶性能比其他公司有优势,就在此处。



<特斯拉Autopilot:特斯拉从已售出车辆积累了庞大的数据量>



最近,特斯拉宣布将移除雷达,表示部分车型(从2021年5月起在北美推出的Model 3和Model Y)的摄像头将取代雷达,雷达是自动驾驶中识别车辆周围环境的核心。这代表了将完全依赖于摄像头的“视觉”。

特斯拉这样想的原因在于,雷达成本虽比激光雷达价格低廉,但距离识别、物体识别精准度不足,雷达的处理信息给车辆的计算能力带来了不必要的负担。



<埃隆·马斯克在推特表示:将弃用雷达>


从今年5月21日授权的特斯拉的专利(US 10956755)可以看出特斯拉坚守“纯视觉化”路线。


Estimating object properties using visual image data (US 10956755)

使用可见图像数据的对象特性的推定



(US 10956755 图片文件5)
参考:捕获辅助传感器信息以训练机器学习网络的图片文件


该专利授予了使用训练图像(traning image)和距离传感器测量数据集进行训练,仅通过由车辆摄像机获得的图像信息计算出距离的特征。即,该专利是有关实现代替LiDAR作用的Pseudo-LiDAR,以计算出车辆摄像机获的的图像信息为基的距离。

该专利于2019年2月19日在美国申请,PCT申请于2020年2月7日申请。截至今年8月,以PCT申请为基础,特斯拉也将在其他国家申请专利,其他国家/地区的专利估计与美国授予专利大同小异。

特斯拉很可能会仅使用视觉系统实现自动驾驶,在激光雷达成本下降、电池消耗效率提高时,再次采用激光雷达和雷达技术。即,激光雷达和雷达对自动驾驶电动汽车的行使距离与自动驾驶最佳化造成的负面影像可以忽略不计时,就没有理由抛弃激光雷达与雷达技术,以实现更安全、更完善的自动驾驶系统。





笔者认为,正如特斯拉对自动驾驶研发道路,自动驾驶应完全体现人在驾驶时的思维方式。


人即使没有地图或地形知识,也可以通过视觉信息驾驶汽车。开车技术好的人都有较好的空间知觉能力与瞬间的快速判断能力。

此外,一个人在常走的一段路上,可以通过视觉信息更好地驾驶汽车。人也可以在高级驾驶辅助系统(ADAS)的帮助下更安全地驾驶汽车。


人仅使用两只眼睛(通常面向一个方向)来获取视觉信息以在大脑中进行判断,而自动驾驶汽车则分析通过面向多个方向的摄像头获取的图像来驾驶,只要不受天气和周围环境的影响,都能获得清晰的视觉图像,并且与人脑对应的深度学习模型能够快速准确地判断,会使自动驾驶更加安全。(人开车也受天气影像)

 

就像人开车从辅助系统获取信息,雷达和激光雷达随时判断并辅助摄像头的图像,将实现更安全的自动驾驶。

就像驾驶常走过的一条路,自动驾驶通过高精度地图判断周围环境,将实现更安全、更准确的自动驾驶。


目前所有自动驾驶技术被同时采用,才能称为最为安全的自动驾驶汽车。但相关技术还处于发展开发阶段,因此需要根据各个用途妥善采用现有的技术。例如,供给一般消费者的汽车应当需要较长的电池续航时间;公交车等具备充电设施的汽车应当通过自动驾驶学习模式与传感器的最大运用,以最大化地提高驾驶的安全性。




相关专业人员


丁泰均

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