コストの3分の1を占める自動運転車に使われるレーザーレーダーは「大きな詐欺」なのか？

iPad と iPhone はどちらも LiDAR を使用しているため、自動車の LiDAR の使用に関する議論はますます白熱しています。結局のところ、道路を自動で安全に走行できる車を所有することを拒否できる人がいるでしょうか?

テスラや他のメーカーはすでにスマート運転車を持っていると言う人もいるかもしれないが、現在のいわゆるインテリジェント効果から判断すると、LIDARの応用後の無人運転車が達成するレベルにはまだまだ遠い。そのため、LIDAR を使用する車だけが真の無人運転車であると主張する人もいます。

1. LiDARとは何ですか?

LiDAR (Light Detection And Ranging) は、レーザー技術、電子技術、信号処理技術を組み合わせた製品です。標準的な LIDAR システムには、励起源、レーザー、光検出器、信号調整回路、およびコンピューター制御および情報処理システムが含まれています。

回転ミラーレーザーレーダー

出典: センサーエキスパートネットワーク

ベロダインの64ラインLiDAR

出典: Leifeng.com

ライダーが無人運転車で初めて使用されて以来現在に至るまで、さまざまな形態の車載ライダーが開発されてきました。機械構造の観点から見ると、機械式、ハイブリッドソリッドステート、純粋ソリッドステートの 3 つのタイプに分類できます。

無人車両の屋根に設置される一般的な円筒型ライダーは機械式ライダーであり、内部のレーザーが360度回転して周囲の環境を包括的にスキャンすることができます。現在、量産されている高度運転支援機能付き車種には車体に平面レーザーレーダーが搭載されており、その多くはハイブリッド固体レーザーレーダーです。

屋根に設置されたLiDAR

出典: 百度

LiDARは周囲の環境をスキャンします

出典: Vico.com

LIDAR の動作原理は、励起源がレーザーに作用し、レーザーがターゲット オブジェクトにレーザー ビームを放射することです。反射された信号は光検出器によって受信されます。受信信号は信号調整回路を通過した後、総合的な情報処理のためにコンピュータ制御および情報処理システムに送られます。

簡単に言うと、まずレーザーを発射し、それを受信し、得られた信号を処理し、最終的に対象物体がどのくらい離れているか、どこにあるのか、どのくらいの高さなのか、どのくらいの速さで走っているのか、どのような外観なのか、材質の予備的な判断などを判断することです。ある意味では、ライダーは計測機能とスキャン機能の両方を備えたコウモリのソナーシステムのようなものと言えます。

出典：斉魯レーザーシェアリング産業パーク

自動運転では、LIDAR はレーザーを継続的に放射および受信して周囲の環境に関する情報を取得し、その情報をコンピューターに送信します。その後、他のセンサーからの情報と統合され、システムはブレーキ、障害物の回避、最適なルートの選択など、正しい判断を下すことができます。

出典: CSDN

2. 無人運転車はどのような技術を使用していますか?

高度な運転支援機能を備えた市販のスマートカーのほとんどは、ミリ波レーダー、超音波レーダー、カメラを使用して周囲の物体を認識し、識別します。テスラを例に挙げると、テスラは現在、主にカメラを使用して周囲の環境を検知し、車体の周囲に設置された超音波レーダーとミリ波レーダーを組み合わせて、全方向を監視し、全方向の音を聞いています。

ミリ波レーダーを使用してジェスチャーを監視する

出典: Hackaday

テスラは車体に多数のカメラとセンサーを設置している。 「三人の靴屋は一人の諸葛亮より優れている」とはいえ、テスラの自動運転車による事故は今でも時々発生している。これは主に、テスラが視覚認識に頼り、道路上のさまざまなシーンを事前に学習しているためです。学習していない特殊なシーンは認識できません。他のタイプのレーダー センサーにも、精度とシーンの適用性に関する問題があります。

テスラ電気自動車の感知エリアと範囲

出典: テスラ

LIDARを使用すれば、システムは障害物を識別してより正確に情報を収集することができ、車に搭載されたチップは豊富な情報に基づいてより正確な指示を出すことができます。

国内外の関連メーカー各社の自動運転技術のルートを分析し、GoogleやBaiduなどのIT企業は、完全な自動運転を直接実現することを目指しています。 BMW、GM、フォード、ボルボ、テスラなどの自動車会社は、運転支援から完全インテリジェントな自動車への移行を段階的に実現することを望んでおり、LIDARソリューションを採用するかどうかについてはそれぞれ異なる姿勢を示しています。

3. LiDARが自動運転市場に参入するのは難しい

LiDAR には多くの利点があるのに、なぜ自動運転車メーカーはこの技術を採用しないのでしょうか?最大の理由は高価であることです。

初期の頃は、テスラを除いて、ほぼすべての成熟した無人運転技術ソリューションは、約70万人民元の64ビットLIDARを使用していました。小型レーダーは自動車 1 台、あるいは数台の自動車に相当します。ほとんどの消費者にとって、自動運転機能は自動車のコストの大半を占めるべきではない。 30万元の価値がある自動車の場合、無人運転車に10万元を支払うのは受け入れられるように思えます。しかし、100万元の価値がある自動車の場合、無人運転車に70万元または80万元を支払うことは、棺を買って真珠を返すようなもののように思われます。

代表的なメーカーのLiDAR価格

最近は参入メーカーが増え、LIDARの価格は徐々に下がってきていますが、1台あたり1,000ドル近い価格は、車体に搭載される他のセンサーに比べるとまだ高価です。さらに、車両がより高いレベルの自動運転を実現するには、複数の LiDAR が必要です。 Alpha S Huawei HIバージョンを例に挙げます。このモデルは、3 つの LIDAR、13 台のカメラ、6 台のミリ波レーダー、および 12 台の超音波レーダーを使用します。

代表機種のLiDAR搭載状況

出典｜透かしを見る

Audi A8 のような数百万ドルのモデルは、L3 レベルにしか到達していません。これは条件付き自動運転を意味し、人間の制御を必要としない完全に成熟した自動運転ではありません。

LiDAR のコストを継続的に削減することによってのみ、大規模生産が可能になります。将来的にコスト問題が解決されたとしても、メーカーはソフトウェアをLIDARに適合させる必要がある。公的および商業コンサルティング会社であるガイドハウスは、技術、研究開発の進捗状況、製品ポートフォリオなどの側面に基づいて、世界の自動運転企業15社を包括的に評価しました。 Guidehouse では、これらの企業を「リーダー」、「コンテンダー」、「チャレンジャー」、「フォロワー」の 4 つのレベルに分類しています。その中で、トップリストに名を連ねる中国企業は百度のみだ。

最新の自動運転競争力リスト

出典: ガイドハウス

LiDARが普及するには、自動運転などの技術革新を推進する中国が重要な役割を果たすことになるだろう。これには、国内のハイテク自動運転企業、自動車メーカー、IT企業、LiDAR研究開発企業が緊密に協力し、測定精度と範囲の向上、角度解像度の向上、点群密度と安定性の向上、レーダーの環境干渉に対する耐性の向上など、技術的な困難と実用化の問題の突破に注力する必要があります。

LiDAR は現在、無人運転車に搭載できる最も明るい目です。技術がさらに成熟するにつれ、これらの光る目は必然的に各家庭の車に搭載されるようになるでしょう。それほど遠くない将来、人気の LiDAR が普及し、真の無人運転車が何千もの家庭に普及することは想像に難くありません。