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刷屏!自动驾驶巴士探路,核心方案曝光!

你被深圳自动驾驶公交刷屏了吗?12月2号上午,阿尔法巴(Alphabus)正式在福田保税区的开放道路进行线路的信息采集和试运行,由于这是全国首次在开放道路上测试自动驾驶巴士,并且选在深圳这个创新之都,瞬间引起行业媒体以及大众的关注。

然而,大众对阿尔法巴的期望值似乎过高,不但把阿尔法巴描述成全球首辆“无人驾驶巴士”,而且在一篇《别了司机!》的微信爆文中,作者脑洞大开地展望了无人驾驶乐观的发展前景:2018年深圳市区全面实现公交无人驾驶化;2019年一线城市实现公交无人驾驶化…… 那么,我国的无人驾驶技术到底如何?无人驾驶的进程真的有那么乐观吗?更进一步的,激光雷达技术是否已赶超美国,全球领先?

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官方辟谣:阿尔法巴不是无人驾驶巴士

相关责任方似乎对大众的热情和乐观态度也有些措手不及,并且紧急辟谣!昨天下午,“无人驾驶巴士”所属方,深圳巴士集团股份有限公司的新闻发言人罗岚表示“无人驾驶巴士”的说法并不准确,巴士驾驶座上并非空无一人,而是有驾驶员的,这种公交车应该叫“智能驾驶巴士”,从12月2日开始,一些“智能驾驶巴士”在深圳的开放道路上试运行。

“网络文章中那段司机双手抱头,方向盘自己动的动图就是在封闭道路测试期间拍摄的,目前我们在公共道路上测试时,虽然也是系统操作,但驾驶员的手是不能离开方向盘的。” 罗岚说道。

罗岚表示,一旦驾驶员在行驶过程中发现特殊情况,踩下刹车公交车就会从自动驾驶模式转变为人工驾驶模式。且目前公交车仍处于实验阶段,“这条线路只是处于‘数据采集试运行阶段’,只对一些专业人士和受邀市民开放,免费乘坐”。

此外,深圳市交通运输委员会官方微信公众号发文介绍了“智能驾驶巴士”的相关情况,深圳市交通委称,阿尔法巴智能驾驶巴士并不是无人驾驶巴士,在智能驾驶系统基础上,目前正在试运行的车辆上还配备有一名驾驶员,会时刻监控车辆的运行情况,并及时进行干预。车辆还具备人工和智能驾驶两种模式,可根据实际需求,由智能驾驶状态随时切换至人工驾驶状态。

不过,阿尔法巴智能驾驶巴士的确实现了很多的突破。“阿尔法巴智能驾驶公交系统”源自中国未来新能源与智能公交系统(CBSF)示范项目,由国家智能交通系统工程技术研究中心(ITSC)和深圳巴士集团发起,深圳巴士集团、海梁科技具体实施,首批在福田保税区内落地。这是中国企业自主研发的无人驾驶系统,并且是首次在全国开放道路上测试,可实现自动驾驶下的行人、车辆检测,减速避让、紧急停车、障碍物绕行、变道、自动按站停靠等功能。

行人、车辆检测:在行驶过程中,车辆会根据道路状况做出相应的反应调整;减速避让、紧急停车:当车辆前方有行人通过时,车辆进行急刹减速避让;障碍物绕行:在行驶过程中,车辆会因感应到周边障碍物自动点刹、急刹;变道、自动停靠:当车辆行驶到拐弯处时,方向盘会自动转动调整方向,在即将进站停靠也会提前开启转向灯进行变道。

当然,阿尔法巴智能驾驶巴士仍然存在不足:依然有人陪驾驶且速度偏低。根据报道,巴士全程的速度都在10Km/h,只有在最后一小段速度才上了20Km/h。

探秘核心方案:LiDAR激光雷达

智能驾驶公交上路,其安全性是最关键问题。此前有媒体报道,阿尔法巴智能驾驶巴士采用的是激光雷达、毫米波雷达、摄像头、GPS天线的综合自动驾驶解决方案。其中摄像头具备分辨红绿灯和辨识道路标示线等功能,系统可以根据摄像头获得的信息,自动判断该走还是该停,其余如激光雷达、毫米波雷达等则可以观察到周边来的人和车辆,避免发生事故。

但是在12月2日的试运行过程媒体曝光的巴士照片上,并没有发现摄像头、GPS天线等设备的身影。在阿尔法巴的前方和后方,可以看到安装了 RS-alphaba-LiDAR 激光雷达,总计配备了3颗16线激光雷达。据技术人员声称,他们认为在低速场景下,毫米波雷达会产生较多的误报,使得乘客的驾乘体验下降。因此,采用了三颗激光雷达来直接替代毫米波雷达的功能。激光雷达向四周发射激光,通过分析反射回来的激光,为阿尔法巴重构周围的三维环境&物体图像,这正是二维成像的摄像头无法完成的事情。根据技术人员的数字,阿尔法巴的激光雷达测距约为100米,精度约为2cm。

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而本次提供激光雷达的,是国产厂商速腾聚创。速腾目前的公司规模在两百人左右,拥有全自动化的生产车间。此前京东的无人配送小车上,使用的就是速腾聚创的RS-LiDAR-16线激光雷达。根据公司CEO的描述,公司计划用2年的时间,将现在4万元以上的16线激光雷达价格,降低到1500元左右。

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图:激光雷达点云图&感知算法

速腾聚创属于国内顶尖的激光雷达研发厂商,但是在国际上只能处于第二梯队。就激光雷达来看,分为三个梯队。

第一梯队:以Velodyne、Quanegy等为代表的高精度车用激光雷达

过去十几年,Velodyne是市场的领先者,其产品的测量精度在全行业领域内处于标杆地位,性能优越。它于1983年成立于美国硅谷,05年的时候开始研发激光雷达,且主要应用于无人驾驶汽车领域。07年的时候崭露头角,发展成为实时激光雷达传感器技术的开发、制造和供应商。09 年,谷歌推出了无人驾驶汽车项目,用了Velodyne那巨贵无比的激光雷达,此后Velodyne名声大噪。2016年,Velodyne将其激光雷达部门独立出去,成立了Velodyne LiDAR,而就是这家新公司在今年获得了由福特汽车与百度联合注资的1.5亿美金。目前Velodyne已在圣何塞开建新的超级工厂,并计划于明年开始大规模投产激光雷达。

Velodyne的3D激光雷达产品种类丰富,包括16线束、32线束及64线束等。为了更加适应汽车市场,Velodyne专为车企设计了一款32线激光雷达Solid-State Hybrid Ultra Puck™ Auto,产品如其名,大约冰球大小。现在正在与车企合作测试做进一步完善,如果2017年订单量达到100万台,可以给到500美金的单价。

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Velodyne 目前已经量产销售的激光雷达有三款:分别为 HDL-64E(64 线)、HDL-32E(32 线)、VLP-16(16 线)。除了谷歌、百度、Uber 等无人驾驶汽车使用 64 线产品外,一些汽车厂商在车上使用 32 线和 16 线产品进行测试。

11月8日,Velodyne宣布正式推出128线激光雷达VLS-128,其探测距离相较于Velodyne的64线激光雷达提升一倍,分辨率提高了四倍,体积还缩减了70%。预计在明年CES上,VLS-128会正式亮相。在Velodyne的规划中,车载级的128线激光雷达要到2021年才会推出。所以在未来数年内,64线激光雷达仍将是自动驾驶最显著的标志。对于许多整车厂来说,其眼下的迫切需求仍然是性能适中、价格便宜的激光雷达,以帮助实现L3及以下的自动驾驶功能。因此,战火最激烈的,仍然是低线束(64线以下)的激光雷达如何降低成本。

目前行业有三种方式来降低整个激光雷达的使用成本:第一,使用低线束低成本激光雷达配合其他传感器提高整体系统的稳定性,降低激光雷达依赖和成本。第二, 新的激光技术“固态”激光雷达的价格大幅下降,有望成为颠覆行业的黑科技。第三,目前激光雷达的应用仍然较小,当无人驾驶汽车的产量大幅上升将带来极大的规模效益。

根据统计,目前全世界一年3D激光雷达销量大致为1-2万个。随着技术创新与规模化生产的驱动, 企业也将倾向于选择多像头、低线束的组合方案, 激光雷达成本瓶颈有望突破。

第二梯队:以速腾聚创、禾赛科技、欧镭激光为代表的国产无人车用激光雷达

除了上文一直在说的速腾聚创,禾赛科技和欧镭激光也在国产无人车用激光雷达上有所突破。禾赛科技按下不表,先说一说欧镭激光。

2016年3月,上市公司巨星科技公告与华达科捷董事长及国自机器人总经理等拟出资960万元设立杭州欧镭激光技术有限公司,巨星占比48%。欧镭激光将基于已有的mems和激光技术,研发生产销售激光投影显示模组、车用3D激光雷达、2D/3D激光雷达、移动测绘设备等产品,有效整合公司目前在机械零部件制造技术、激光技术、自动控制技术等智能装备领域的技术储备,提供移动机器人、手机以及无人驾驶工具领域的产业化解决方案。

在第50届CES消费电子展上,欧镭激光首次面向海外企业重磅推出了Toucan系列的2D、3D-16线激光雷达两款新品,该系列产品可广泛应用于机器人、AGV、无人驾驶等领域,在四天的展会中当场拿到数笔订单,其中部分超出了公司产能。总结来说,目前欧镭的TOUCAN雷达在发布后已有在手订单,并正进行国外订单的洽谈;即将推出高精度3D激光雷达ALCEDO,配备视觉360度高清晰摄像机、红外传感器,精度达到毫米级。预计未来公司还会从通道数、美观度等方面进一步完善产品线,推出更多新产品。

此外,诸如镭神智能、北醒光子科技、数字绿土等企业也均处于在无人驾驶(避障导航)、无人机(农业植保领域)、机器人(智能家居)、AGV(工业领域仓储物流)等领域积极布局的国内企业。

第三梯队:以思岚科技为代表的低成本激光雷达

思岚科技(SLAMTEC)成立于2013年10月,团队前身是RoboPeak,拥有长达6年的机器人自主定位导航算法、激光传感器及机器人硬件系统的研发经验。其产品激光雷达RPLIDAR A2是一款低成本360°激光扫描测距传感器,能够实现360度全方位扫描、10Hz自适应扫描频率、并以每秒4000次的速度进行激光测距。其各项技术参数能够满足服务机器人的使用需求,而相较于国外类似产品,其售价仅数千元,更适合于家用服务机器人市场。

简单从短中期看,家庭清洁机器人、娱乐及教育机器人等服务机器人市场容量相比无人驾驶较大,且现有国产激光雷达较为成熟且成本低廉,渗透率上升较快,或许是未来激光雷达最先爆发式增长的需求端。

总结

根据SAE International(国际汽车工程师协会)的标准,自动驾驶技术可以分为L0~L5六个等级。L0就是传统人类驾驶,L1~L5则随自动驾驶的成熟程度进行了分级。阿尔法巴已经越过了L1由人类驾驶者驾驶操作的级别,达到了L2-L3区间的标准,而从L2到L3则是相当大难度的跨越。放眼全球,目前真正实现Level 3自动驾驶黑科技的车型,据说是奥迪全新一代的A8。

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而想要达到L4甚至是L5级别完全不需要人工干预,花费的时间可能有5年、10年甚至以上的时间。所以,大众们不必太过兴奋,司机们也暂且不必担心丢掉饭碗。

(综合国君机械、新浪科技报道)

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