了解激光雷達行業的人,會清楚300線分辨率的意義。
激光雷達(LiDAR ,Light Detection And Ranging)的工作原理是向目標發射探測信號,然后將從目標反射回來的信號與發射信號進行比較,處理后就可獲得目標距離、方位、高度;如果在短時間內可以測得很多點距離信息,可進一步得到目標速度、姿態甚至形狀等參數。
可以說,激光雷達傳感器是自動駕駛汽車的核心部件之一。
傳統的激光雷達可以按照激光線束分為1線、4線、8線、16 線、32線或64線等,多個激光線束在豎直方向沿不同角度發出,經水平方向掃描實現對目標區域三維輪廓探測。
激光線束越多,分辨率就越高,激光點云密度就越大。因此,增加掃描線的數量,保證探測距離,壓縮尺寸,降低重量,是目前激光雷達的一個技術發展方向。
目前國際知名的激光雷達傳感器廠商主要有Velodyne、Ibeo和Quanergy等。
今年11月,Velodyne宣布推出128線激光雷達,據稱是目前前市場上所有LiDAR系統中分辨率最高、探測距離最遠、視場角最寬廣的LiDAR傳感器。
而僅僅一個月之后,Innovusion就公布了分辨率更高的產品。
作為主傳感器要達到圖像級水平
為什么是300線?
鮑君威解釋道,高分辨率對于可靠的目標檢測是必不可少的,300線才構成一幅圖像。他展示了一張點云圖來分析激光雷達的高分辨率對于行車安全的重要性。
上面這張行人過馬路的點云圖,圖中點越多,意味著激光線越多,分辨率越高。
“線和線之間是沒有信號的,你看不到東西。假如路上有個磚頭,或者線與線的距離越來越大你看到的東西就漏掉了,那就是事故。”鮑君威解釋說。“如果一個點有1%的概率看不到,在各個點漏掉概率獨立的條件下3個點都看不到的概率就是百萬分之一。這個誤差很高,相當于100萬個場景,會有一個場景把小孩漏掉,那就是一個死亡場景。”
所以,他希望做激光雷達能夠有很多的線束,達到很高的分辨率,對應更多的點,從而形成圖像。
做成圖像級,鮑君威認為這也正是Innovusion跟其他激光雷達公司不同之處,“橫向和縱向的分辨率是一樣的,沒有一根根線的概念了。這是我們用精密儀器設計方法做的光學系統做出來的。”
在探測距離上,鮑君威認為,自動駕駛的激光雷達如果作為主傳感器,一定要能看得比較遠,至少150米。
他解釋說,在高速公路上開車,時速100公里的情況下需要105米的剎車距離,這樣的話,人才有足夠的時間來判斷前方是什么東西,然后剎車。
激光雷達要能作為自動駕駛車輛上的主傳感器使用,他給出了核心的技術指標:第一,一定要能看到150米以外;第二,要人能看到人形,車能看到車形,那就要有足夠的點,足夠的線。
Innovusion的產品還實現了是激光雷達傳感器和攝像頭數據的融合,因此可以看到真正的物體顏色。“激光雷達本身沒有顏色,判斷不出來紅綠燈,但是跟攝像頭結合在一起,數據融合好的話,首先通過三維定位可以看出這是一個紅綠燈的輪廓。”
簡單地說,激光雷達有反射率、分辨率、距離、價錢、成本等幾個核心指標。300線分辨率,而且針對10%反射率的物體檢測達到150米以上,目前Innovusion已經做到了。
激光雷達價格非常昂貴,谷歌在其最早原型汽車中所使用的激光雷達傳感器售價高達7萬美元。不過,鮑君威稱,在汽車行業量產的定義下,產品一年如果出貨10萬套,他有信心可以做到一套價格控制在一兩千美元。
做出滿足車規的產品,他給出的時間表是兩到三年。
目前,Innovusion已經公布的第一版原型產品,寬5、6寸,高4寸,厚大概是3、4寸。尺寸小巧,甚至可以放到擋風玻璃上面。鮑君威希望到時在量產車上用的激光雷達傳感器做成相機的形式,可以很方便放在車上多個地方。
現在無人駕駛的核心難點,鮑君威認為有兩個層次,一是感知,一是決策和執行,執行是一級供應商的強項,而感知的核心難點是怎么把它可靠、經濟、高效地做出來。他認為,軟件、硬件,計算、傳感器都是互補的,硬件的傳感器做得很好的話,現有的算法就可以滿足很大一部分場景的可靠性需求。
根據他的總結,無人駕駛目前的核心問題是90%的東西在感知,感知很大一部分挑戰可以由傳感器解決。
并非第一次創業
Innovusion成立之初就獲得了高榕資本和汽車圈投資人參投的幾百萬美元天使輪。現在,A輪融資也已經開始。
鮑君威2014年加入百度美國研發中心,負責開發大規模數據中心硬件加速及高性能網絡。2015年底加入百度自動駕駛事業部,負責車載計算系統及傳感器團隊,集成自動駕駛系統所需的各類傳感器,并建立團隊來深度評測及調研各項新型傳感器技術。
正是在百度的這段工作經歷讓他看到了市場對于傳感器的真實需求。
百度在2016年8月聯合福特公司對激光雷達公司Velodyne進行了1.5億美元的共同投資。當時投資Velodyne的項目正是由鮑君威負責技術調研。
鮑君威認為智能駕駛軟件很重要的,但硬件傳感器同樣重要。
2016年11月,他離開百度,創立了Innovusion,開發應用于自動駕駛及其它行業的激光雷達產品及傳感器融合技術。
但Innovusion并非鮑君威第一次創業。
他在光學精密測量儀器及傳感器領域有近20年工作和研發經驗,進入百度之前在光學測量機構有大約15年的工作經歷。
鮑君威本科畢業于北京大學物理系,在加州大學柏克萊分校獲電子工程碩士及博士學位。在博士期間和兩位師兄共同開發了可稱之為“顯微光學雷達”的Scatterometry技術,1999年創立Timbre Technologies, Inc.。
第一次創業的公司在2001年被日本半導體設備公司Tokyo Electron并購,鮑君威在隨后的十幾年里帶領Tokyo Electron在硅谷的光學測量部門將Scatterometry從原理模型變成可實際應用的精密測量設備,引領了Scatterometry技術及其它精密光學傳感器在先進半導體生產制程中的廣泛應用。
目前,Innovusion團隊有幾十人,與硅谷多數高科技公司類似,其中很多人為華人背景。
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