激光雷達與相機的融合 分辨率達300線以上

　　Innovusion團隊展示了最新的半固態(tài)激光雷達樣機Hi Def LiDAR。他是激光雷達與相機的融合， 分辨率可以達到300線以上，主攻方向是傳感器和傳感器融合技術，不涉及車輛的控制。

　　在舊金山和硅谷的車道上，你時不時能看到各種頂著傳感器的自動駕駛汽車。到今年12月為止，加州車管所一共頒發(fā)了44張牌照，準許一大批公司在開放道路上進行自動駕駛測試。

　　受限于現(xiàn)有傳感器的發(fā)展水平，這些自動駕駛測試車中的大多數(shù)都采用了接近的傳感器布局：要么在車頂中央放一個64線激光雷達，要么在車輛的四角安裝多個16線或者32線激光雷達。

　　現(xiàn)有的360度機械旋轉的激光雷達存在很多問題，包括與車輛外觀的融合、機械旋轉部件長時間不間斷工作的穩(wěn)定性、精密零部件組裝帶來的高成本。所以在旺盛的市場需求和供給稀缺的背景下，2016年不少團隊或者行業(yè)公司開始進入固態(tài)/半固態(tài)/混合固態(tài)激光雷達領域進行研發(fā)。Innovusion就是這樣一支團隊。

　　在保密研發(fā)近1年之后，他們上周在位于硅谷Los Altos的公司總部向新智駕展示了最新的半固態(tài)激光雷達樣機Hi Def LiDAR。我們也和Innovusion的創(chuàng)始人兼CEO鮑君威詳細聊了聊激光雷達與視覺融合的技術路線，以及現(xiàn)階段他們對傳感器和自動駕駛領域的看法。

　　*Innovusion獲取到的激光雷達點云圖像，圖片場景是斯坦福校園

　　*激光雷達與相機融合后的畫面

　　激光雷達與相機的融合

　　Innovusion現(xiàn)在使用了一臺混動版的Chrysler Pacifica作為工程樣車。當然，Innovusion的主攻方向是傳感器和傳感器融合技術，不涉及車輛的控制。Chrysler Pacifica內部空間比較大，車內可以放顯示器和計算機，方便LiDAR這樣的功能演示。

　　*Innovusion的樣車與現(xiàn)階段的樣機，激光雷達右側是一顆1080P攝像頭

　　在Chrysler Pacifica的車頂，我們能看到他們最新的激光雷達樣機。Hi Def LiDAR的樣機側面面積大約與手掌接近，寬度與一臺iPhone的長度接近，官方數(shù)據(jù)是整個體積小于100立方英寸。樣機當前的水平可視角是90度左右，垂直可視角40度左右，檢測距離在200米以上，分辨率相當于300線以上。

　　鮑君威還告訴新智駕，針對反射率在10%的物體，他們的可檢測距離在100米以上。而在實際演示時，我們留意觀察了車流中黑色車輛的跟蹤情況，確實可以捕捉到接近的距離。

　　除了高分辨率和遠距離外，與視覺的融合是Innovusion產(chǎn)品的另一大特色。緊貼Hi Def LiDAR，他們安裝了一顆1080P攝像頭。這樣，在車內的實時點云上，我們可以看到視野中的每個像素點都是三維立體的，除了RGB信息，每個點都帶有空間坐標和反射值信息。

　　鮑君威說，高分辨率本身能帶來很多好處，更豐富的感知信息可以降低識別算法的難度。而激光雷達與相機視頻數(shù)據(jù)在硬件層面的融合則比純軟件融合更高效，不同傳感器的數(shù)據(jù)能保持很好的實時性，運算處理的效率也會大大提高。

　　過去一年的研發(fā)工作

　　在去年11月公司創(chuàng)辦后，最早的一段時間里，兩個主要的聯(lián)合創(chuàng)始人鮑君威和李義民用了幾個月把原理驗證性的demo搭了出來。Innovusion現(xiàn)在的團隊大概幾十人。

　　鮑本人是1991年入學北大物理學本科，之后碩士、博士均在加州伯克利分校的電子工程專業(yè)。讀博的時候，他和兩位師兄一起開發(fā)了被稱為“顯微光學雷達”的Scatterometry技術，同時創(chuàng)辦了TimbreTechnologies。這家公司后來被日企Tokyo Electron收購，鮑在Tokyo Electron一直做到了負責技術與工程的副總裁。他帶著硅谷的光學測量部門將Scatterometry從原理模型變成了實際的精密測量設備。隨后他加入百度美研，負責開發(fā)大規(guī)模數(shù)據(jù)中心硬件加速及高性能網(wǎng)絡，以及后來負責自動駕駛的車載計算系統(tǒng)及傳感器團隊。CTO李義民，在精密電子及測試儀器方面有二十多年的經(jīng)驗，2008 - 2011年他是Velodyne工程團隊的核心成員。

　　鮑君威說，團隊大部分都是做精密儀器的科班出身，平均工作了17 -18年。

　　當前主流激光雷達主要存在2類問題：機械式激光雷達的精密生產(chǎn)存在難度，固態(tài)激光雷達的重要元器件還有待成熟，比如相控陣單元。鮑君威說，Innovusion的團隊在設計階段就考慮到要易于生產(chǎn)（design for manufacturing），產(chǎn)品所用的元器件也是成熟部件。

　　在采訪里，我們并沒有得知Hi Def LiDAR目前所采用具體技術路線，不過鮑君威告訴我們現(xiàn)在的產(chǎn)品內仍有機械部件，可以叫做混合固態(tài)雷達，另外現(xiàn)在的樣機中使用了1550納米激光器。

　　*Innovusion現(xiàn)有產(chǎn)品樣機

　　針對上面的樣機參數(shù)，Innovusion還在對產(chǎn)品進行改進，到明年的上半年他們會對外開放開發(fā)者計劃以及向部分用戶提供集成套件。鮑君威透露，到明年上半年，產(chǎn)品還會進一步提升水平視野（到100度），體積會進一步縮小，針對10%反射率的物體檢測可以達到150米以上，團隊將對外提供API和傳感器融合的解決方案。他們希望進入量產(chǎn)階段后，一套傳感器的成本能控制在1000美金以內。

　　新型自動駕駛傳感器

　　在新智駕最近的拜訪中，一位Uber工程師提到今年出現(xiàn)了更多提供多傳感器融合技術的供應商。這里面包括我們此前采訪過的DeepScale（不開發(fā)傳感器，對外提供參考設計加軟件的傳感器融合解決方案），但更突出的一類公司是自己在研發(fā)傳感器并開發(fā)傳感器融合方案的公司，包括Innovusion。有意思的是，另一家同樣采用激光雷達+視覺路線的技術公司Aeye也在同一天對外公布了新產(chǎn)品iDAR激光雷達解決方案。

　　同時在軟件和硬件層面對傳感器進行融合，可以提高系統(tǒng)的運算效率，融合得到的數(shù)據(jù)也是過去任何一種單一的傳感器難以達到的。今年ZOOX的聯(lián)合創(chuàng)始人Jesse Levinson就提到，“希望市面上能有一種檢測距離150米遠，360度視角，價格只要幾百美金的固態(tài)激光雷達?！备鶕?jù)新智駕獲知的消息，ZOOX也在開發(fā)自己的激光雷達。

　　在激光雷達的競爭里，一面是Velodyne已經(jīng)亮出了高達128線的激光雷達，機械式激光雷達的競爭似乎已經(jīng)到了巔峰，而另一面，新型固態(tài)激光雷達的競爭才剛剛開始。