2019年4月，在美國加州舉辦的特斯拉投資者日活動上(shàng)，特斯拉推出全自動駕駛Autopilot 硬件 3.0，這套系統包含8個(gè)視(shì)覺攝像頭，12個(gè)超聲波傳感器(qì)，以及自研的全自動駕駛芯片。

汽車(chē)自動駕駛的流程包括3個(gè)步驟：感知、判斷、操控。在感知層面，目前主要有(yǒu)兩種技(jì)術(shù)路線主導自動駕駛，一是基于攝像頭的視(shì)覺感知，二是基于激光雷達的物理(lǐ)感知。馬斯克從第一性原理(lǐ)出發，讓汽車(chē)模仿人(rén)類，人(rén)類在駕駛汽車(chē)時(shí)通(tōng)過眼睛獲取信息，經過大(dà)腦(nǎo)處理(lǐ)後進行(xíng)判斷、操控，因此人(rén)類駕駛完全是視(shì)覺驅動。特斯拉堅持以視(shì)覺為(wèi)主導的自動駕駛方案，使用高(gāo)性能的車(chē)載芯片處理(lǐ)來(lái)自視(shì)覺傳感器(qì)收集到的交通(tōng)信息，通(tōng)過深度學習，将信号與已知的物體(tǐ)進行(xíng)匹配，再作(zuò)出決策。

特斯拉在汽車(chē)周圍配置足夠多(duō)的攝像頭，創造出比人(rén)類眼睛視(shì)界更寬廣、更清晰的“攝像頭眼睛”，再配置比人(rén)類大(dà)腦(nǎo)反應速度更快、計(jì)算(suàn)能力更強的處理(lǐ)器(qì)芯片，以确保駕駛的安全性。然而，這一套缜密的系統并沒有(yǒu)足夠安全，攝像頭有(yǒu)天然的缺陷，當遇到較強的反光或以白色為(wèi)基調的物體(tǐ)時(shí)，系統可(kě)能會(huì)判斷成雲朵甚至認為(wèi)沒有(yǒu)障礙物。在自動駕駛模式下，特斯拉曾出過多(duō)起事故，例如把白色的卡車(chē)判斷為(wèi)雲朵，加速穿過導緻事故。

實際上(shàng)，生(shēng)物判斷方向并不全是通(tōng)過眼睛，例如蝙蝠就是通(tōng)過發射聲波、感知聲波反射的時(shí)間(jiān)來(lái)判斷障礙物，激光雷達就是應用這種原理(lǐ)實現汽車(chē)自動駕駛。激光雷達發射激光，遇到障礙物後原路返回，處理(lǐ)器(qì)利用時(shí)間(jiān)計(jì)算(suàn)距離。激光光束可(kě)以準确測量物體(tǐ)輪廓邊緣與發射器(qì)間(jiān)的距離，這些(xiē)輪廓信息組成“點雲”，然後處理(lǐ)器(qì)可(kě)以繪制(zhì)出3D高(gāo)精度環境地圖，從而準确判斷汽車(chē)周圍的物理(lǐ)環境。另外，激光雷達有(yǒu)很(hěn)迅速的響應時(shí)間(jiān)，可(kě)以使汽車(chē)的處理(lǐ)器(qì)快速應對路況的變化。iPhone的前置結構光3D攝像頭也是用了這種原理(lǐ)。無論是視(shì)覺路線還(hái)是激光雷達，目的都是為(wèi)了讓汽車(chē)“看清”周圍的環境，激光雷達可(kě)以直接提供物體(tǐ)的精确距離和(hé)位置，而攝像頭視(shì)覺方案需要計(jì)算(suàn)機根據圖像來(lái)判斷，這就存在錯判的可(kě)能。目前參與自動駕駛研發的企業大(dà)多(duō)以激光雷達作(zuò)為(wèi)主導，如谷歌(gē)Waymo、百度、UBER等。

為(wèi)何特斯拉堅持不用激光雷達？成本是阻礙其商業化的核心因素。Velodyne目前是全球規模最大(dà)的激光雷達供應商，其最低(dī)配置的雷達型号起步價3999美元，主流型号價格在數(shù)萬美元，這與馬斯克“制(zhì)造消費者可(kě)負擔的電(diàn)動車(chē)”的目标不符，而且特斯拉汽車(chē)明(míng)年的全球銷量可(kě)能超過100萬輛(liàng)，目前沒有(yǒu)供應商有(yǒu)匹配的産能。

然而，情況正在迅速改變。随着衆多(duō)研發型企業的加入，激光雷達技(jì)術(shù)快速更新叠代，成本也在快速下降。專注于固态激光雷達技(jì)術(shù)的矽谷新銳Luminar公司，計(jì)劃2022年開(kāi)始将激光雷達交付于量産車(chē)，實現商業化，價格可(kě)能降低(dī)至500-1000美元。按照目前全球主要汽車(chē)制(zhì)造商的預估，1000美元以內(nèi)是L4級别自動駕駛所需激光雷達的商業化價格目标。近日，華為(wèi)首次發布了車(chē)規級激光雷達産品和(hé)解決方案，也已經建立第一條車(chē)規級激光雷達的産線，按照年産10萬套/線在推進。華為(wèi)表示：“激光雷達是解決連續自動駕駛體(tǐ)驗的關鍵傳感器(qì)，其帶來(lái)的智能駕駛體(tǐ)驗将遠超任何一個(gè)已商用的智能駕駛系統。”發布會(huì)當日，北汽新能源宣布2021年将推出全球首款搭載華為(wèi)激光雷達的車(chē)型。此前小(xiǎo)鵬汽車(chē)也表示，将在2021年生(shēng)産的車(chē)型中采用激光雷達技(jì)術(shù)提高(gāo)性能。

自動駕駛按照自動化程度分為(wèi)五個(gè)等級：從L1級别的輔助駕駛到L5級别的完全自動駕駛，目前商業化的量産車(chē)型基本上(shàng)在L2/L3以內(nèi)，這一層級的自動駕駛以攝像頭視(shì)覺為(wèi)主導，但(dàn)從長期趨勢上(shàng)看，L5級别的完全自動駕駛才是最終的發展方向，而L3級以上(shàng)基于視(shì)覺并不完全可(kě)靠。

圖. 自動駕駛等級分類

        産業界目前對最佳的自動駕駛方案沒有(yǒu)定論，但(dàn)從乘客安全、技(jì)術(shù)升級、規模化量産降本的角度上(shàng)看，預計(jì)攝像頭視(shì)覺和(hé)激光雷達将共同主導自動駕駛，兩者在技(jì)術(shù)上(shàng)都有(yǒu)各自的優勢和(hé)劣勢，互相配合、增加硬件冗餘才能帶來(lái)絕對的安全。從消費者角度看，增加少(shǎo)量購車(chē)成本以換取更高(gāo)的安全度合乎邏輯，畢竟生(shēng)命至高(gāo)無上(shàng)。

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