自动驾驶中的纯视觉方案和激光雷达方案是两种不同的技术路线,核心区别在于传感器类型和感知原理。以下是具体对比和实例说明:
1. 传感器与感知原理
• 纯视觉方案: • 传感器:依赖摄像头(单目/多目、广角、长焦等)。 • 原理:通过摄像头捕捉2D图像,利用深度学习算法(如神经网络)将2D图像转化为3D环境模型,识别车道线、车辆、行人等目标。 • 例子:特斯拉的Autopilot和FSD(Full Self-Driving)系统,仅使用8个摄像头,通过BEV(鸟瞰图)神经网络模型实时构建环境模型。
• 激光雷达方案: • 传感器:激光雷达(LiDAR)发射激光脉冲,通过反射时间测量物体距离。 • 原理:生成高精度3D点云数据,直接获取物体的位置、形状和深度信息,无需依赖图像识别。 • 例子:Waymo、小鹏、蔚来等车企的自动驾驶系统,通常将激光雷达与摄像头、毫米波雷达融合使用。
2. 优劣势对比
| 维度 | 纯视觉方案 | 激光雷达方案 |
|---|---|---|
| 环境适应性 | 强光、逆光或极端天气下容易失效 | 在雨、雾、夜间等复杂环境更稳定 |
| 精度 | 依赖算法弥补深度信息误差(可能存在误判) | 直接提供毫米级精度的3D点云数据 |
| 成本 | 低(摄像头成本约几十美元) | 高(激光雷达成本数千至数万美元) |
| 算法复杂度 | 依赖海量数据和复杂神经网络训练 | 点云数据处理相对直观,但需多传感器融合 |
| 典型代表 | 特斯拉 | Waymo、小鹏、华为(ADS 2.0) |
3. 具体场景举例
• 场景1:识别静止障碍物 • 纯视觉:可能误判(如特斯拉曾将白色卡车误判为天空背景)。 • 激光雷达:通过点云直接检测到障碍物的存在,避免碰撞。
• 场景2:夜间行车 • 纯视觉:依赖车灯照明,暗处或强光干扰时识别能力下降。 • 激光雷达:不受光线影响,可精确探测黑暗中的物体。
• 场景3:复杂路口 • 纯视觉:依赖高精度地图和算法推测车辆位置。 • 激光雷达:实时生成3D环境模型,精确判断车辆与周围物体的距离。
4. 技术路线选择逻辑
• 纯视觉:优势在低成本和数据驱动的迭代能力,适合大规模量产车,但依赖算法和数据的完善。 • 激光雷达:优势在可靠性和安全性,适合L4以上高阶自动驾驶(如Robotaxi),但成本高且需多传感器冗余。
总结
• 纯视觉更像人类司机:用“眼睛”观察世界,依赖经验(算法)判断环境,但可能犯错。 • 激光雷达更像精密仪器:用“尺子”测量世界,提供绝对精度,但成本和技术门槛更高。
未来趋势是两者的融合(如特斯拉探索加入4D毫米波雷达),但现阶段选择取决于车企对成本、安全性和技术路线的权衡。