就目前的自动驾驶技术而言,多传感器组合往往被认为是最为稳妥的解决方案。比如特斯拉便是采用了 8 个摄像头+12 个全新超声波传感器+1 个前向毫米波雷达组合。然而,人类本身仅仅通过一双眼睛便能达到的 “自动驾驶”,汽车为什么要选择多传感器组合?

对此,毫米波雷达企业凌波微步创始人于胜民认为,电脑仍然不够聪明才是症结所在。目前摄像头已经成为无人驾驶领域标配的传感器,但现阶段计算机的计算能力与计算方法并不足以完全处理庞大的视频流数据,而且人工智能在危险情况的判断以及决策方面也远远不如人类智能。因此,于胜民认为行业必须采用多传感器融合的 “笨办法” 才能达到 1 加 1 等于 2 或大于 2 的目的。

目前,除了摄像头这一个 “1” 以外,激光雷达与毫米波雷达便是另一个 “1”,至于到底是选择激光雷达还是毫米波雷达或者是二者都用,不同的企业往往有不同的偏好。比如谷歌百度等企业便在采用了 3 个毫米波雷达的基础上,结合了价格昂贵的激光雷达;特斯拉及很多传统车企则是采用了毫米波雷达,没有用激光雷达;凌波微步则专注于低成本高精度毫米波雷达的研发。

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就测距而言,毫米波雷达并不比激光雷达差

根据现有资料介绍,目前激光雷达有两个作用,一是通过发射和接收激光束,测量不同材质的物体反射率,建立三维点云数据,从而实时感知周边环境;二是在点云数据的基础上进一步处理,获得周围目标的距离、速度等特征参数。

对于第一个用途,受制于波长的缘故,毫米波雷达虽然也能大致 “知道” 前方物体的大小和形状,但的确无法进行精确的三维建模。不过,于胜民博士也表示,即使是目前最高端的激光雷达,激光束之间的间隔仍然比较大,激光雷达通过扫描所建立的三维模型其实也有很多信息缺失,和深度摄像头相比,其三维模型的分辨率仍然比较低,只有在相对近距离情况下点云效果才足够好,距离越远,数据越稀疏。另外,建立好三维模型之后,其如果需要对目标进行识别,也需要进行更深入复杂的数据处理,对计算资源的依赖非常大。

对于第二个用途而言,激光雷达往往因精度高而备受关注。的确,激光雷达的精度可以达到厘米级甚至毫米级,不过,于胜民认为自动驾驶领域实现分米级的精度就已经够用了,比如博世、德尔福等车用雷达测距精度都是 0.1 米,一味地追求更高的精度对自动驾驶而言意义并不大。更高的精度其实只是意味着车载之外可能会有着更丰富的应用场景。

而且,在测距精度上,毫米波雷达其实并不比激光雷达差。以谷歌使用的激光雷达举例,资料显示它的测量范围是 120 米,精度可达 2 厘米。于胜民博士告诉动点科技,凌波微步目前研发的毫米波雷达测距能力也已经达到了 150 米远,测距精度达到了厘米级,在该项指标上,凌波微步的毫米波雷达性能已经逼近谷歌所采用的激光雷达。

而毫米波雷达除了能够轻松实现测距功能,它还有一个摄像头与激光雷达所不具备的优点——那就是拥有 “火眼金睛” 般的透视能力,其能够在雨雪雾等极端天气条件下看见前方的物体,而这对全天候无人驾驶汽车而言至关重要。“大雾天就不能开的无人驾驶汽车绝不是消费者想要的。” 于胜民如此表示。

当然,更重要的还是价格,目前激光雷达的价格都比较贵,今年 1 月谷歌 Waymo 部门负责人约翰·克拉夫西克在底特律车展上表示 Waymo 已经将激光雷达成本降低了 90%,但单价仍然约为 7500 美元。而相应的,毫米波雷达的技术则成熟很多,价格也更为便宜。于胜民表示,他们所研发的毫米波雷达最终售价将只有几百元人民币。

毫米波雷达的研发,人才至关重要

当前,国内在无人驾驶领域,做毫米波雷达的企业并不多,“全国可能也就 10 来家左右。” 于胜民表示其实更多的企业都去做视觉方案了。

于胜民认为这主要由几方面因素共同造成的:一方面视觉方案比较直观,投资人更容易看得懂,国内相关人才积累也很多,有图像处理或手机摄像头研发经验的人才相对丰富;另一方面最近刚刚被 intel 以 153 亿美元收购的 mobileye 已经在视觉辅助驾驶方面经营了十多年,视觉方案的市场教育已经比较充分。相比而言,大家对毫米波雷达的认识还很模糊。

而雷达行业虽然已经发展了很多年,但此前基本上都是集中在军事领域,民用雷达方面的人才特别匮乏。因此,在于胜民看来,如何聚集一批相关人才至关重要。

由于凌波微步此前一直都在做产品研发,所以其员工并不多,一共只有 8 人。不过,于胜民认为这 8 个人便是其最大的竞争优势——他们来自清华、北大、国防科大、中科院、微软、华为和 FEKO 等企业。由于毫米波雷达背后的算法比较关键,于胜民博士还特别介绍了他们的合伙人兼算法副总裁陈海涛先生:出身于北大数学系和电子系双学位,研究生师从计算机界泰斗王选院士,在微软研究院与盛大创新院皆有丰富的研发经历。

而于胜民本人也是北大地球物理系本科毕业,后来在中科院自动化所取得人工智能博士学位,具备深厚的数学物理功底,精通毫米波雷达总体技术架构和各个分系统工作原理。“会者不难,难者不会”,在于胜民看来,民用毫米波雷达其实也是一种电子产品,不过涉及的专业领域更多,技术壁垒更高,难度更大而已。

于胜民博士认为,毫米波雷达的研发其实跟电脑和手机研发很类似,核心芯片都掌握在国外半导体大公司手里,国内企业主要做的是应用层面的研发。不过这并不意味着毫米波雷达的研发就容易,“就像电脑和手机,基本都是用国外的芯片,为什么有些企业做得很好有些企业做得不是那么好?电路如何布局?天线如何设计?如何平衡设计与加工?如何管理好供应链等都是决定企业最终成败的重要因素。”

据了解,凌波微步已经和德国一家业界巨头达成深度合作协议,雷达本身目前也正在与国内多家企业进行联合测试。相信过不了多久便能量产上市。而在融资方面,这家成立于 2015 年 6 月的创业公司凌波微步目前正在进行 pre-A 轮融资。

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