物流產(chǎn)品網(wǎng)（ID:products56）原創(chuàng)

　　作者 | 科技物語(yǔ)

　　目前，智慧物流市場(chǎng)上主要應(yīng)用的導(dǎo)航系統(tǒng)是激光導(dǎo)航和視覺(jué)導(dǎo)航，特別是在無(wú)人駕駛上，兩種截然不同的導(dǎo)航方式爭(zhēng)論激烈，兩者誰(shuí)更勝一籌呢？本文將從應(yīng)用范圍、應(yīng)用成本、應(yīng)用效果等方面進(jìn)行分析，個(gè)人意見(jiàn)，謹(jǐn)供參考。

　　一、特斯拉博弈

　　新能源汽車(chē)行業(yè)的智能化競(jìng)爭(zhēng)愈演演烈，而自動(dòng)駕駛更是成為各大車(chē)企科技比拼的焦點(diǎn)。自動(dòng)駕駛核心技術(shù)體系可簡(jiǎn)單概括為“感知、決策、執(zhí)行”。而在其最重要的第一步——感知層面，目前則分為“兩大門(mén)派”：純視覺(jué)派和雷達(dá)派。

　　兩者主要區(qū)別是導(dǎo)航系統(tǒng)的不同，更具體地說(shuō)，是收集路況數(shù)據(jù)的傳感器不一樣，前者唯一“眼睛”是攝像頭，后者則以激光雷達(dá)為主。

　　特斯拉堅(jiān)定履行純視覺(jué)路線，對(duì)激光雷達(dá)說(shuō)不，是視覺(jué)派的代表，而中國(guó)車(chē)企集體站在了特斯拉的對(duì)立面，堅(jiān)持走以激光雷達(dá)為主，融合視覺(jué)的導(dǎo)航路線。兩派都各自取得了一寫(xiě)的成績(jī)，實(shí)現(xiàn)了一定程度的自動(dòng)駕駛水平，那么，究竟誰(shuí)能勝出？

　　特斯拉掌門(mén)人馬斯克堅(jiān)信：既然人類(lèi)可以通過(guò)視覺(jué)收集信息+大腦處理信息的方式進(jìn)行駕駛，自動(dòng)駕駛技術(shù)也可以。明眼人可以看出，馬斯克的滿滿信心，來(lái)源于特斯拉強(qiáng)大的軟件算法，憑借特斯拉龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)、精確的算法、算力強(qiáng)大的芯片，其純視覺(jué)+算法的路數(shù)擁有很強(qiáng)的能力。

　　由于軟件算法，特斯拉一直采用真實(shí)路況數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，沒(méi)有什么比在真是環(huán)境中練習(xí)更有效的了，得到的經(jīng)驗(yàn)和處理能力自然比別的方式強(qiáng)，更重要的一點(diǎn)是，純視覺(jué)方案硬件的成本可以控制得更低，也就是說(shuō)，有成本優(yōu)勢(shì)。

　　然而，視覺(jué)深度學(xué)習(xí)算法的認(rèn)知范圍來(lái)源于數(shù)據(jù)集的廣度和豐富性，而數(shù)據(jù)集永遠(yuǎn)是有限的，因此深度學(xué)習(xí)算法肯定會(huì)出現(xiàn)漏檢，特斯拉多次事故大多都是這個(gè)原因，另外，攝像頭感知有局限性，如測(cè)距不準(zhǔn)、逆光時(shí)會(huì)嚴(yán)重失真等，這些技術(shù)障礙需要盡快去克服。

　　所謂雷達(dá)派，就是選擇把激光雷達(dá)當(dāng)作主要“眼睛”之一，再配合攝像頭，綜合判斷障礙物的距離和視覺(jué)細(xì)節(jié)。由于是雙層，三重，甚至四重感知——智能攝像頭+毫米波雷達(dá)+高精地圖+激光雷達(dá)——其性能得到了進(jìn)步，安全性得到提升。但一個(gè)最大的缺陷是成本高，而成本是量產(chǎn)首要考慮的因素。

　　在這場(chǎng)“路線之爭(zhēng)”中，誰(shuí)的贏率更大呢？決定誰(shuí)贏誰(shuí)負(fù)的，不是汽車(chē)制造商，而是廣大消費(fèi)者。讓消費(fèi)者覺(jué)得安全、便宜、又功能完善，才是王者。

　　二、誰(shuí)更勝一籌

　　除了新能源汽車(chē)行業(yè)對(duì)導(dǎo)航方式的博弈，在物流其它領(lǐng)域，以及工業(yè)、服務(wù)等行業(yè)同樣存在著激光導(dǎo)航與視覺(jué)導(dǎo)航之爭(zhēng)。因?yàn)椋瑹o(wú)人化是近年來(lái)的趨勢(shì)，而無(wú)人化離不開(kāi)智慧的眼睛——導(dǎo)航系統(tǒng)。

　　其實(shí)導(dǎo)航技術(shù)，不僅是眼睛，更是大腦，它們通過(guò)算法，指揮著機(jī)器的行動(dòng)，機(jī)器是智能，還是智障，導(dǎo)航技術(shù)性起決定作用。

　　從技術(shù)成熟上來(lái)說(shuō)，二者之中，激光導(dǎo)航相對(duì)成熟，早在2005年，其理論就被研究的比較透徹，在技術(shù)和產(chǎn)品落地上都相對(duì)成熟，在實(shí)際表現(xiàn)中，測(cè)距精準(zhǔn)，在絕多數(shù)環(huán)境下都能穩(wěn)定運(yùn)行。激光雷達(dá)不受光照影響，即使在漆黑的夜里也能保持精準(zhǔn)探知，是目前最穩(wěn)定，最主流的定位導(dǎo)航方式。

　　缺點(diǎn)是目前激光導(dǎo)航主要屬于二維避障，且激光傳感器大多位于頂端，使機(jī)身高度增加，同時(shí)對(duì)低矮障礙物可能存在探測(cè)盲區(qū)。激光雷達(dá)還存在感知信息較為稀疏的問(wèn)題,需要環(huán)境中存在較為明顯的特征結(jié)構(gòu)。

　　視覺(jué)導(dǎo)航是后起之秀，目前仍處于進(jìn)一步的研發(fā)和應(yīng)用場(chǎng)景擴(kuò)展階段。視覺(jué)導(dǎo)航通過(guò)視覺(jué)傳感器可以獲取海量的環(huán)境信息，擁有強(qiáng)大的場(chǎng)景辨識(shí)能力，在重定位、場(chǎng)景分類(lèi)、避障上等有著巨大的優(yōu)勢(shì)。

　　缺點(diǎn)是，視覺(jué)傳感器由于缺少尺度信息及依靠外界光源,需要在低動(dòng)態(tài)、良好光照環(huán)境下應(yīng)用。且視覺(jué)傳感器感知信息存在映射過(guò)程,對(duì)傳感器模型建立精度要求較高,單純基于視覺(jué)的導(dǎo)航誤差較大。

　　更突出的劣勢(shì)，出在我們前節(jié)所強(qiáng)調(diào)的算法上，視覺(jué)感知數(shù)據(jù)量大，大量的環(huán)境信息會(huì)加劇數(shù)據(jù)處理單元的運(yùn)行壓力，在算法和硬件無(wú)法給予足夠支持時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致測(cè)距誤差，精準(zhǔn)度下降。

　　然而，無(wú)論是激光雷達(dá)，還是視覺(jué)導(dǎo)航，其技術(shù)路線都在不斷完善之中。近日 ，廣汽埃安，將在旗下SUV車(chē)型AION LX上安裝第二代智能可變焦激光雷達(dá)。第二代智能可變焦激光雷達(dá)，可以構(gòu)造出三維立體圖像，完美解決視線逆光、不規(guī)則物體的識(shí)別難等極端場(chǎng)景。而視覺(jué)導(dǎo)航，也推出了雙目，多目導(dǎo)航模組，實(shí)現(xiàn)三維避障。

　　總之，從技術(shù)上說(shuō)，激光導(dǎo)航原理簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，但已經(jīng)面臨技術(shù)天花板，而視覺(jué)導(dǎo)航智能性較高，發(fā)展?jié)摿Ω螅侨斯ぶ悄艿募蟪烧摺２簧兕^部廠商都在嘗試視覺(jué)導(dǎo)航，隨著視覺(jué)技術(shù)的不斷迭代，視覺(jué)導(dǎo)航將會(huì)有更加廣闊的前景。

　　除了導(dǎo)航技術(shù)性能，成本是客戶(hù)不能不考慮的另一個(gè)重要因素，相比之下，激光導(dǎo)航的成本要高，視覺(jué)導(dǎo)航在成本方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

　　特斯拉直言不諱地批評(píng)激光雷達(dá)成本高昂，強(qiáng)調(diào)純視覺(jué)方案的攝像頭非常便宜。視覺(jué)導(dǎo)航的其成本優(yōu)勢(shì)明顯，而激光雷達(dá)，成本昂貴一直是其揮之不去的陰影，特別是更高級(jí)的激光雷達(dá)方案，最大的受制因素主要還是成本；激光雷達(dá)被業(yè)界認(rèn)為是一種昂貴的技術(shù)，只有特殊業(yè)務(wù)才能負(fù)擔(dān)得起。

　　雷達(dá)制造企業(yè)一直在尋求降低成本，隨著技術(shù)的發(fā)展，它們的理想逐漸成為現(xiàn)實(shí)。據(jù)介紹，第二代智能可變焦激光雷達(dá)，不僅性能優(yōu)越，成本相對(duì)于第一代也下降了三分之二，而且體積較小。據(jù)業(yè)界預(yù)測(cè)，到 2025 年，國(guó)外先進(jìn)激光雷達(dá)系統(tǒng)的平均價(jià)格可能會(huì)達(dá)到每個(gè)大約 700 美元。

　　但對(duì)國(guó)產(chǎn)替代來(lái)說(shuō)，由于激光雷達(dá)芯片，特別是信號(hào)處理所需的元器件主要依賴(lài)進(jìn)口，這在一定程度上抬高了國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)的生產(chǎn)成本，不過(guò)，大家都知道，芯片是我國(guó)的卡脖子工程，正在全力以赴攻關(guān)中。

　　目前，人們普遍認(rèn)為激光導(dǎo)航要優(yōu)于視覺(jué)導(dǎo)航，事實(shí)上真是如此嗎？如果客觀地說(shuō)，那就是各有所長(zhǎng)，各有所短，而應(yīng)用，則應(yīng)是用其所長(zhǎng)，避其所短。可以肯定地說(shuō)，兩者都是未來(lái)導(dǎo)航技術(shù)的主角，激光雷代導(dǎo)航與視覺(jué)導(dǎo)航之爭(zhēng)，客觀地加快了我國(guó)導(dǎo)航技術(shù)的進(jìn)步。

　　我們不需要二者的PK，需要的是各盡所能，各得其所，或者二者的融合，克服各自的缺陷，發(fā)揮1+1大于2的作用。

　　三、落地大比拼

　　無(wú)人化，已深入到建筑、采礦、排險(xiǎn)、服務(wù)、農(nóng)業(yè)、太空探測(cè)以及軍事應(yīng)用等領(lǐng)域，視覺(jué)和激光雷達(dá)已成為該環(huán)境下常用的自主感知與導(dǎo)航手段。

　　無(wú)論是激光雷達(dá)還是視覺(jué)導(dǎo)航，主營(yíng)業(yè)務(wù)主要來(lái)自四大市場(chǎng)，分別是工業(yè)自動(dòng)化、智能基礎(chǔ)設(shè)施、機(jī)器人和汽車(chē)。

　　從應(yīng)用上來(lái)看，激光雷達(dá)起步較早，在激光問(wèn)世后的第二年，即1961年，科學(xué)家就提出了激光雷達(dá)的設(shè)想。自20世紀(jì)70年代末以來(lái)，激光雷達(dá)就開(kāi)始用于坦克、火炮、艦艇和飛機(jī)的火控系統(tǒng)，其精確測(cè)距、精確測(cè)速、精確跟蹤的優(yōu)點(diǎn)，在軍事領(lǐng)域廣受青睞。

　　當(dāng)時(shí)，因其成本昂貴，在民用上應(yīng)用不多。今天，隨著成本的下降，激光雷達(dá)應(yīng)用逐步廣泛，無(wú)人駕駛行業(yè)、服務(wù)機(jī)器人行業(yè)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)行業(yè)、智能交通、智慧城市領(lǐng)域都有其應(yīng)用，激光雷達(dá)與無(wú)人機(jī)配合，還可繪制海洋、冰蓋和森林的地圖。

　　視覺(jué)傳感器作為后來(lái)者，以其視覺(jué)感知及導(dǎo)航算法、體積較小等優(yōu)勢(shì)，在小型無(wú)人車(chē)、小型無(wú)人機(jī)等無(wú)人系統(tǒng)上進(jìn)行了驗(yàn)證，效果良好，在小型化無(wú)人系統(tǒng)上得到了廣泛應(yīng)用。

　　量產(chǎn)，是應(yīng)用的一個(gè)重要指標(biāo)，出色的性能+較小的體積+成本優(yōu)勢(shì)，是大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用必然條件，只在車(chē)間里的測(cè)試，不叫應(yīng)用。由于視覺(jué)導(dǎo)航的技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度要高于激光導(dǎo)航，因此當(dāng)前在智慧物流，工業(yè)自動(dòng)化、服務(wù)機(jī)器人上，激光方案的應(yīng)用居多。

　　然而，視覺(jué)導(dǎo)航更適用于識(shí)別較為復(fù)雜的環(huán)境，通過(guò)攝像頭獲取并分析障礙物數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確判斷障礙物的尺寸品類(lèi)，從而規(guī)劃出更適合的路線，且成本低廉，應(yīng)用范圍會(huì)逐步擴(kuò)大。

　　兩種導(dǎo)航系統(tǒng)各有利弊，最優(yōu)的選擇是激光導(dǎo)航與視覺(jué)傳感器融合的方案應(yīng)用，在識(shí)別、避障方面都有顯著提升。掃地機(jī)器人的明星產(chǎn)品石頭T7pro、科沃斯T8AIVI都是二者導(dǎo)航技術(shù)的融合。

　　百度Apollo無(wú)人車(chē)使用的Pandora[7]感知系統(tǒng),由1臺(tái)Pandar40激光雷達(dá)和5個(gè)環(huán)視攝像頭(4個(gè)黑白,1個(gè)彩色)組成的視覺(jué)感知模組組成。多傳感器的聯(lián)合感知是未來(lái)落地的一個(gè)重要方向。

　　無(wú)論是視覺(jué)導(dǎo)航還是激光導(dǎo)航，目前真正成熟的可用資源仍然較為稀缺，未來(lái)2-3年內(nèi)成熟落地還會(huì)面對(duì)很多挑戰(zhàn)。