智能汽車的市場直到今天仍然處於藍海狀態,智能汽車是人類科技走向未來的啟程點之一,在有著極大的前景的同時也吸引了眾多廠商加入了造車這個行列。
隨著加入汽車領域的廠商越來越多,我們也能夠預見在未來的幾年裡智能汽車市場的競爭會愈演愈烈,以往傳統的汽車廠商都需要與科技企業合作進行產業轉型升級。
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01
關於特斯拉的技術
論智能汽車技術哪家強?多數人第一反應就是汽車行業的「頂流」特斯拉,近兩年的特斯拉無論是股票還是銷量都獲得了佳績,使得特斯拉創始人「埃隆·馬斯克」順利登上全球首富的寶位。
在其他車企都紛紛看好雷射雷達前景的時候,特斯拉仍然堅持使用自家的「計算機視覺」技術。
計算機視覺屬於人工智慧的領域,它訓練計算機理解視覺世界。此技術積累了大量難以預測的道路數據,系統經過不斷的學習具備了一套完善的視覺系統,能夠清晰的分辨出道路上的物品,從而提升自動駕駛安全性。
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特斯拉所使用的傳感器元件供應商為「均勝電子」,傳感器組件供應商為「安潔科技」。
其中均勝電子是一家汽車零部件供應商,因獲得了特斯拉的大單而被廣泛熟知,而安潔科技近一年來也漲停了數十次,得到了資本的青睞。
02
自動駕駛與傳感器
自動駕駛這一項技術是基於傳感器系統進行創新的,傳感器系統是自動駕駛「感知」的重要組成部分,扮演著極其重要的角色。
目前而言自動駕駛的「感知」主要分為:毫米波雷達、雷射雷達、超聲波雷達以及大眾熟知的攝像頭。
(毫米波雷達,圖片來源於網絡)
毫米波雷達,指工作在毫米波頻段的雷達,長度在1~10mm的電磁波,對應的頻率範圍為30~300GHz,毫米波的理論和技術分別是微波向高頻的延伸和光波向低頻的發展。
根據波的傳播理論,頻率越高,波長越短,解析度越高,穿透能力越強,但在傳播過程的損耗也越大,傳輸距離越短;相對地,頻率越低,波長越長,繞射能力越強,傳輸距離越遠。
毫米波的解析度高、指向性好、探測能力與抗幹擾能力強,且具有全天時全天候的工作能力。
(雷射雷達,圖片來源於網絡)
雷射雷達是通過發射雷射到達物體,再從物體折返,接收並測量雷射信號的時間差和相位差來確定與物體之間的距離。
在雷射發射器周期性的發射雷射束的同時,會同時採集目標表面的深度信息,以期得到測量目標的相對完整的空間特徵。在信息處理系統的幫助下,收集到的信息被重構成為三維表面,進而形成容易被我們理解的立體三維圖形。
但雷射雷達在工作過程中易受到自然光或是熱輻射的影響,從而會被消弱。
作為一款車規級的雷射雷達所需要的製造成本也相對較高,特斯拉不使用雷射雷達一方面在於他們有著自己的「感知」技術,另一方面或許是認為成本過高。
(超聲波雷達,圖片來源於網絡)
超聲波雷達是最常見的傳感器之一,是汽車駐車或者倒車時的安全輔助裝置,能以聲音或者通過顯示屏的圖形形式告知駕駛者車輛四周障礙物的情況。
其工作原理是通過超聲波發射裝置向外發出超聲波,到通過接收器接收到發送過來超聲波時的時間差來測算距離。
目前,常用探頭的工作頻率有 40kHz, 48kHz 和 58kHz 三種。一般來說,頻率越高,靈敏度越高,但水平與垂直方向的探測角度就越小,故一般採用 40kHz 的探頭。
超聲波雷達防水、防塵,即使有少量的泥沙遮擋也不影響。探測範圍在 0.1-3 米之間,而且精度較高,因此非常適合應用於泊車。
(車載攝像頭,圖片來源於網絡)
攝像頭是車輛常用傳感器之一,對於傳統汽車而言常用於倒車影像當中,並且結合超聲波雷達給用戶提供一套完善的泊車體驗。而對於新時代的智能汽車而言,因自動駕駛功能的出現使得攝像頭的數量增加並且分布在車身各處,形成完整的視覺系統。
車載攝像頭是高級輔助駕駛(ADAS)系統的主要視覺傳感器,汽車攝像頭根據攝像頭個數可以分為單目、雙目以及多目,根據安裝位置,可以分為前視、後視、側視、環視等。
鏡頭採集圖像後,由攝像頭內的感光組件電路及控制組件對圖像進行處理並轉化為電腦能處理的數位訊號,從而實現感知車輛周邊的路況情況,實現前向碰撞預警,車道偏移報警和行人檢測等ADAS功能。
作為車載攝像頭,解析度屬於重要指標,根據各個攝像頭的晶片等級不同,感光元件的不同,最終呈現的品質都會出現差異。
03
自動駕駛新秀「蔚來ET7」
在國產的選手裡面也有著蔚來、小鵬、理想這樣的新秀,這些造車新勢力在技術上也有著嶄新的突破。
近日蔚來發布的首款自動駕駛車型「ET7」吸引了所有人的目光,其高達44.8萬元(補貼前)的售價引發一陣熱議!
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「特斯拉都降價了,蔚來怎麼好意思賣這麼貴?」
我們且不提這輛車的外形以及其他參數,僅圍繞著這臺車的傳感器相關賣點進行討論。
雷射雷達
「ET7」的其中一大賣點正是雷射雷達,本次車型定位是高端轎車,因此高精密度的雷射雷達必不可少。
與innovusion合作開發的超遠距離高精度雷射雷達,採用1550納米雷射,避開人眼敏感的900納米波長,在性能提升的同時照顧到了他人的安全。
既然這個雷射雷達這麼厲害,能為自動駕駛提供怎樣的幫助?
蔚來創始人李斌稱,雷射雷達對於自動駕駛而言,「非常重要!對於比如夜間高速行駛,黑暗路面有深色的物體、強光炫目、道路井蓋遺失,圖像算法未能識別的物體,高精度超遠距離的雷射雷達不可或缺!」
雷射雷達擁有極廣的視角,達到120°,能夠識別出城市複雜的路況,獨創「動態聚焦」功能,通過局部的像素加密對關鍵目標和細小物體進行明示,能夠獲取更加精細的三維信息。
蔚來ET7的雷射雷達供應商為圖達通(Innovusion),圖達通是一家圖像級雷射雷達公司,致力於提供一套滿足自動駕駛量產需求的軟硬體解決方案。
值得一提的是特斯拉傳感器元件供應商「均勝電子」近日完成了對圖達通(Innovusion)的戰略投資,並將通過子公司均聯智行與圖達通開展合作。
因此蔚來ET7的超遠距離高精度雷射雷達也由這兩家公司進行提供。在未來,雙方將在雷射雷達感知融合、V2X數據融合、自動駕駛域控制器決策算法等方面深度合作,共同推進智能網聯汽車產業化和國際化落地。
智能空氣懸架
ET7全系標配智能空氣懸架CDC動態阻尼控制,可實現每秒五百次調節,並且基於高精度地圖與高精度傳感器的4D智能車身控制,能夠提前感知到路邊的顛簸,主動調節懸架。
全棧自動駕駛技術
ET7的全棧自動駕駛技術基於超強的感知與計算能力,其中蔚來的超感系統「AQUILA」擁有最先進的感知硬體。
搭載全球首發的800萬像素自動駕駛高清攝像頭,這枚攝像頭能夠檢測到680米外的車輛、260米的錐桶以及223米外的行人。
瞭望塔式傳感器布局
李斌再三強調了傳感器布局的重要性,Aquila的瞭望塔式傳感器布局能減少傳感器的盲區,對城區的自動駕駛能夠提供幫助。
以城市道路的綠化帶以及道路車輛為例,會對本車的傳感器進行遮擋,相比於安裝在壁柱或後視鏡的攝像頭,都不如在車頂的高位側前攝像頭盲區小。
兩個高位側前攝像頭,大大提高了前向視覺的完整感知。當然不僅是在前側,在後側高位攝像頭,擁有更好的後向視野,能夠識別與預判後方車輛的行駛意圖。
Aquila的感知系統擁有33個高性能的感知硬體,11個800萬像素的高清攝像頭,1個超遠距離高精度雷射雷達,5個毫米波雷達,12個超聲波傳感器,2個高精度定位單元等的硬體,因此瞭望塔式傳感器額布局能夠大幅度提升城區自動駕駛的安全性。
「自動駕駛」是未來智能汽車的必備功能之一,這項功能能夠為人們的生活提供極大的便利。當然車輛行駛在道路上就一定需要足夠的安全性。
而雷射雷達等先進設備能夠提升自動駕駛的安全性,並且雷射雷達也是自動駕駛的核心技術之一。作為智能汽車的「眼睛」雷射雷達行業應該得到進一步的發展。
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相信在不久的將來,雷射雷達等先進的傳感器能夠得到迅速的發展,作為實現高階自動駕駛的核心技術,今後必定會有越來越多廠商會使用雷射雷達這一項技術,包括傳統車企以及造車新秀們,乃至科技巨頭都會在未來推出相關產品。
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