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這種從形式主義向極度務(wù)實(shí)的轉(zhuǎn)變,不僅發(fā)生在大眾生活里,也正真實(shí)地映射在當(dāng)下的新能源汽車(chē)行業(yè)。曾經(jīng),車(chē)企最?lèi)?ài)在發(fā)布會(huì)上炫耀車(chē)身貼滿(mǎn)了多少個(gè)雷達(dá)探頭,以此標(biāo)榜自身的智能化水平。但現(xiàn)在,一場(chǎng)由底層邏輯驅(qū)動(dòng)的技術(shù)更替正在發(fā)生。單純依靠堆砌低級(jí)傳感器件來(lái)營(yíng)造科技感的時(shí)代,已經(jīng)走到了盡頭。
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最明顯的行業(yè)風(fēng)向標(biāo),來(lái)自頭部車(chē)企的激進(jìn)斷舍離。在量產(chǎn)的理想L9車(chē)型上,全車(chē)身多達(dá)12個(gè)的超聲波雷達(dá)被徹底取消。從前臉到側(cè)面再到尾部,傳統(tǒng)的雷達(dá)開(kāi)孔消失了,取而代之的是UWB近場(chǎng)感知技術(shù)。
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超聲波雷達(dá),也就是我們?nèi)粘K追Q(chēng)的“倒車(chē)?yán)走_(dá)”,其工作原理類(lèi)似蝙蝠,依靠發(fā)射聲波并接收回彈信號(hào)來(lái)測(cè)距。在燃油車(chē)時(shí)代,它是絕對(duì)的標(biāo)配。早年間,許多沒(méi)有原廠雷達(dá)的車(chē)主,會(huì)去汽配城花一兩百塊錢(qián)加裝后裝雷達(dá),有些還帶有距離顯示的內(nèi)飾小屏幕。有趣的是,許多日系品牌(如豐田、雷克薩斯)早年寧愿給倒車(chē)影像,也不給倒車(chē)?yán)走_(dá),在他們的邏輯里,駕駛者應(yīng)該用眼睛看屏幕,而不是單純依賴(lài)聲音報(bào)警。
但在當(dāng)下的高階智能駕駛時(shí)代,超聲波雷達(dá)的致命缺陷暴露無(wú)遺:它只懂測(cè)距,完全無(wú)法理解空間。在它的探測(cè)邏輯里,一根細(xì)長(zhǎng)的水泥柱、一只路過(guò)的小狗、或者是一個(gè)飄落的塑料袋,沒(méi)有任何本質(zhì)區(qū)別,統(tǒng)統(tǒng)只是“障礙物”。同時(shí),它極其容易受到復(fù)雜環(huán)境的干擾。遇到雨雪天氣、路面積水、地庫(kù)斜坡,或者是非常細(xì)微的障礙物,超聲波雷達(dá)就會(huì)失靈,要么毫無(wú)反應(yīng),要么對(duì)著空氣狂叫不止。現(xiàn)在的智能汽車(chē)需要的是精確的空間關(guān)系定位,而不是盲人摸象般的低效探測(cè)。
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取代低端超聲波的,是UWB(超寬帶無(wú)線電)近場(chǎng)感知技術(shù)。
很多車(chē)主對(duì)UWB的認(rèn)知,停留在無(wú)感進(jìn)入的“數(shù)字車(chē)鑰匙”上。以前的藍(lán)牙鑰匙,車(chē)輛只能模糊判斷鑰匙“在附近”,常常出現(xiàn)人走到車(chē)門(mén)旁卻按不開(kāi)門(mén),或者人站在車(chē)頭卻打不開(kāi)后備箱的尷尬情況。而UWB鑰匙不僅知道你來(lái)了,它甚至能極其精確地知道你是站在左前門(mén)、距離車(chē)身1.2米,還是正朝著后備箱的方向移動(dòng)。它的定位精度達(dá)到了驚人的厘米級(jí)。
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這種高精度的近場(chǎng)感知方案,性能幾乎不受溫度和濕度的干擾。面對(duì)超聲波雷達(dá)束手無(wú)策的復(fù)雜路況,UWB能夠精準(zhǔn)識(shí)別1米以上細(xì)小的懸空樹(shù)枝、橫桿,也能敏銳捕捉低于20公分的路肩、兒童玩具等低矮障礙物,并同步輸出距離和方向的絕對(duì)信息。當(dāng)車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)泊車(chē)時(shí),視覺(jué)系統(tǒng)負(fù)責(zé)“看清”周邊的物體,而UWB則負(fù)責(zé)“精確測(cè)距”,兩者結(jié)合,車(chē)輛對(duì)周邊環(huán)境的空間理解能力實(shí)現(xiàn)了量級(jí)的飛躍。當(dāng)然,這項(xiàng)技術(shù)目前最大的門(mén)檻在于成本較高,且必須深度融合在極其復(fù)雜的計(jì)算算法體系中,現(xiàn)階段主要應(yīng)用于中高端車(chē)型。
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如果我們把智能汽車(chē)比作一個(gè)機(jī)器人,傳感器矩陣就是它的“五官”。攝像頭,毫無(wú)疑問(wèn)是汽車(chē)的“眼睛”。特斯拉是純視覺(jué)路線的堅(jiān)定執(zhí)行者,馬斯克認(rèn)為既然人類(lèi)依靠眼睛開(kāi)車(chē),汽車(chē)同樣可以通過(guò)攝像頭完成自動(dòng)駕駛。但攝像頭的物理缺陷客觀存在:在逆光、大雨、大雪、濃霧或是暗光黑夜環(huán)境中,攝像頭的識(shí)別能力會(huì)大幅度衰減。
因此,國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)車(chē)企選擇了融合感知路線,毫米波雷達(dá)作為“嗅覺(jué)”或“夜視儀”的作用變得不可替代。毫米波雷達(dá)不依賴(lài)光線,全天候穩(wěn)定工作,對(duì)惡劣天氣極度免疫。按照頻段劃分,車(chē)頭的兩個(gè)角通常放置24GHz的角雷達(dá),用于近距離盲區(qū)補(bǔ)光;車(chē)內(nèi)后視鏡上方通常隱藏著60GHz的雷達(dá),專(zhuān)門(mén)用于監(jiān)測(cè)車(chē)內(nèi)是否遺留了兒童或?qū)櫸铮欢?chē)身前后主保險(xiǎn)杠上的小方塊,則是探測(cè)距離可達(dá)200米以上的77GHz或79GHz主雷達(dá)。
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傳統(tǒng)的3D毫米波雷達(dá)能夠測(cè)出目標(biāo)的速度、距離和角度,但它只擁有X軸和Y軸的平面信息,缺失Z軸的高度概念,且分辨率極低。隨后進(jìn)化的4D毫米波雷達(dá)增加了關(guān)鍵的俯仰角測(cè)量信息,實(shí)現(xiàn)了高精度測(cè)高。普通雷達(dá)每秒的測(cè)速點(diǎn)率只有4000點(diǎn),而4D毫米波雷達(dá)達(dá)到了3萬(wàn)點(diǎn)以上,生成的高精度點(diǎn)云圖在算法優(yōu)化下,甚至能接近部分低線束激光雷達(dá)的成像效果。
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但在三維空間建模領(lǐng)域,目前的絕對(duì)霸主依然是激光雷達(dá)。無(wú)論4D毫米波雷達(dá)如何進(jìn)化,在單秒測(cè)速點(diǎn)率超過(guò)300萬(wàn)點(diǎn)的256線激光雷達(dá)面前,兩者之間依然存在著客觀的性能代差。激光雷達(dá)就像拿著一把精準(zhǔn)的尺子,不斷向外發(fā)射激光并接收回彈,瞬間描繪出前方的物理輪廓,為車(chē)輛建立精確的三維地圖。
由于激光雷達(dá)成本高昂且數(shù)據(jù)吞吐量巨大,對(duì)車(chē)輛的電能和算力提出了極高要求。行業(yè)的硬件布局也在不斷迭代。早期的機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)體積龐大,如今半固態(tài)激光雷達(dá)成為主流,大多以“單塔瞭望式”安裝在車(chē)頂作為主雷達(dá)。而在車(chē)輛側(cè)面和尾部,車(chē)企開(kāi)始布置體積更小的全固態(tài)激光雷達(dá),專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)盲區(qū)監(jiān)測(cè)和低矮障礙物識(shí)別。更先進(jìn)的可變焦激光雷達(dá),則通過(guò)類(lèi)似手機(jī)長(zhǎng)短焦鏡頭的原理,實(shí)現(xiàn)高速看遠(yuǎn)、低速看廣的靈活切換。
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總結(jié)來(lái)看,沒(méi)有任何一個(gè)單一的傳感器是完美的。攝像頭怕天氣,毫米波雷達(dá)缺細(xì)節(jié),激光雷達(dá)吃算力且昂貴,UWB定位準(zhǔn)但范圍受限。
現(xiàn)在的智能汽車(chē)競(jìng)爭(zhēng),早已過(guò)了比拼硬件數(shù)量的初級(jí)階段。在一輛車(chē)上生硬地塞進(jìn)幾十個(gè)傳感器,如果缺乏強(qiáng)大的電力供應(yīng)、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和頂級(jí)算力支撐,不過(guò)是一堆無(wú)用的電子元件。真正拉開(kāi)差距的核心,是車(chē)企的算法融合能力。能否將這些優(yōu)缺點(diǎn)各異的硬件,通過(guò)一套極其嚴(yán)密的軟件架構(gòu)融合在一起,讓車(chē)輛真正具備像老司機(jī)一樣理解環(huán)境、理解空間的能力,才是決定這臺(tái)車(chē)究竟是智能先鋒,還是低級(jí)組裝廠的關(guān)鍵分水嶺。拒絕形式主義的盲目堆料,回歸真實(shí)的技術(shù)價(jià)值,才是汽車(chē)行業(yè)走向成熟的唯一路徑。
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