奥迪无人车背后的感知技术

近日，奥迪宣布将与Luminar合作，为自动驾驶汽车找到了更安全更便宜的感知硬件。

在所有豪华车品牌中，奥迪在半自动驾驶技术应用中一直是走得最快的，已经发布了全球首款达到Level 3级别的自动驾驶量产车——奥迪A8。

Audi A8的自动驾驶传感器配置是所有量产车型中最为丰富的，不仅有完备的长短距离的毫米波雷达和前置摄像头，以及复杂路况自动驾驶不可或缺的激光雷达，当然还有自动泊车神器——超声波雷达和高清环视摄像头。

该车不仅能实现基本的ADAS功能，还能实现多车道线检测、车道护栏检测以及拥堵路况下的自主巡航等。

尽管这辆车目前还不能在中国销售，但其设计理念也为前赴后继的自动驾驶企业提供了一个不错的量产技术模板。

未来毕竟属于全自动驾驶，L3自动驾驶汽车在人车交互上的复杂性以及人和车主动权上还不足以确保乘客的安全。所以，奥迪也在不断探索着全自动驾驶技术。奥迪最近承诺到2023年将投入160亿美元（140亿欧元）用于电动汽车和自动驾驶技术。

越来越多的大型公司都创建了专门的子公司专门投入自动驾驶研究，谷歌的Waymo、通用的Cruise以及福特的Argo，奥迪也不例外。公司从零组建了Autonomous Intelligent Driving（AID）专门来研究AV项目。

目前自动驾驶的思路基本大同小异，奥迪也使用软件和基于深度学习的方法来处理其传感器所获取的所有传感数据，例如激光雷达点云，相机像素和雷达波。感知数据通过检测物体，车辆，行人和其他具有挑战性的障碍物来模拟车辆的近处和远处环境。

Waymo刚刚在亚利桑那州凤凰城外推出了一个非常有限的商业机器人出租车服务。通用汽车表示，它将于2019年在旧金山推出自己的乘车服务。奥迪的目标是在2021年大规模部署机器人出租车，与福特的节凑是差不多的。

奥迪集团首席技术官亚历山大?哈格（Alexandre Haag）表示“我对Waymo有很高的评价，但我认为GM的Cruise正在大肆宣传。在感知方面达到90％相当容易，达到95％开始变得有趣，但是你还需要超越它，99.999%…….每增加一个9就要难十倍。当你达到95％时，你还仅做到表面。”

为了努力让无人车更安全，奥迪正在引进一些新的供应商来帮助应对这些感知和预测的挑战。周二，AID宣布将与Luminar合作，这是一家位于Palo Alto的初创公司，为自动驾驶汽车生产LIDAR传感器和感知软件。

最近几年，激光雷达市场 Velodyne 一家独大的优势正在逐步瓦解，一大批激光雷达新创公司开始崛起。此外，许多自动驾驶公司也走上了自主研发之路。

自动驾驶行业的领先者 Waymo就投入大量精力和资金独立开发了一整套传感器系统，而通用则花钱收购激光雷达新创公司 Strobe。正在为福特开发自动驾驶系统的 Argo AI 则收购了名为 Princeton Lightwave的激光雷达新创公司。

Luminar 也是最近崛起的激光雷达行业新秀，得到了沃尔沃、丰田、奥迪等多家制造商的青睐。

这款产品为何能拿到众多车企的订单？主要有以下几个优势：

1.传感器接收器材料的革新

在接收器中，Luminar 用铟镓砷化物（InGaAs）替代了常用的硅。让激光雷达看得更远，激光就得有更大的功率。现在的激光雷达波长一般为 905 纳米，这个波长属于人眼不可见的范围，但如果真的射到你的眼球，只要功率够大，还是会伤害到虹膜。如果想增加功率还不伤害人眼，就得使用 1550 纳米的波长，而使用硅材料打造的接收器实现不了 1550 纳米的波长，只能换用铟镓砷化物。

使用了新的接收器材料的Luminar 激光雷达功率比同类竞品高了 40 倍，即使在极限暗光环境下它也能“看”到路上的物体，而且是在 250 米开外。

2.造价便宜

Velodyne 生产的可以 360 度观察 300 米距离范围内物体的顶级激光雷达装置的成本约为 75000 美元。尽管批量购买会降低成本，但对于一个能够服务多年以摊销成本的车队来说，这仍然是一个难以承受的价格。

Luminar不但做出了新的光电探测器，还一并把解析和传递信号的芯片也解决了，生产专用集成电路（ASIC），只需要一点铟镓砷化物，而且告别纯手工，制造一台激光雷达的时间仅有8分钟。接收器的成本也从数万美元跌至个位数，成功打消了外界对其成本的忧虑。

3.高性能给车辆更充足的反应时间

Luminar的LiDAR每秒发出数百万个激光脉冲，为车辆提供120度的视野。它们还允许光学变焦，在时速75英里下汽车能够分析出200米处附近的任何障碍物。这意味着你的汽车有大约7秒的时间作出反应。其他激光雷达只能提供一秒的反应时间。

哈格表示，他对Luminar LIDAR的射程和点云密度印象深刻。“如果你有一个更强大的传感器，它会使你的感知任务更容易，”他说。“这就是Luminar的用武之地。”AID的车辆将使用Luminar的传感器进行远程感知和探测，并且结合Velodyne制造的更短距离LIDAR用于更近距离的物体感知。

有了这款神器，奥迪自动驾驶之路似乎已近在咫尺。

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审核编辑：符乾江