雷鋒網(wǎng)按：本文是激光雷達(dá)技術(shù)全景系列文章的第一篇。本系列首發(fā)雷鋒網(wǎng)，來(lái)自公眾賬號(hào)嘯語(yǔ)，原創(chuàng)技術(shù)觀察，寫(xiě)給萬(wàn)分之一的創(chuàng)新者。

傳送門(mén)：

一、特斯拉Autopilot系列事故最詳細(xì)梳理

二、廉價(jià)化激光雷達(dá)的希望：MEMS激光雷達(dá) vs 固態(tài)激光雷達(dá)

三、激光雷達(dá)存廢之爭(zhēng)—技術(shù)路線盤(pán)點(diǎn)

四、論未來(lái)出行的商業(yè)模式

特斯拉的 Autopilot 本質(zhì)上是輔助駕駛技術(shù)，但是一些司機(jī)抱有過(guò)高信任，由此導(dǎo)致了一系列事故，創(chuàng)造了自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的大部分頭條新聞。美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)（SAE）將自動(dòng)駕駛分為了從1到5的5個(gè)級(jí)別，以區(qū)分輔助駕駛和無(wú)人駕駛技術(shù)，大部分文章談到這條就結(jié)束了。

要了解自動(dòng)駕駛的未來(lái)，我們先回顧一下新聞。

• 特斯拉Autopilot系列事故盤(pán)點(diǎn)

2015年10月14日，特斯拉公布7.0版本軟件，為已經(jīng)售出的特斯拉Model S開(kāi)啟了Autopilot功能，出盡風(fēng)頭，并且被《麻省理工科技評(píng)論》評(píng)為“2016年十大突破性技術(shù)”。

2016年1月20日，京港澳高速河北邯鄲段，特斯拉Model S撞上一輛正在作業(yè)的道路清掃車，交警判定負(fù)有事故主要責(zé)任的司機(jī)高雅寧死亡。死者家屬起訴特斯拉索賠1萬(wàn)元，理由是營(yíng)銷過(guò)程中存在誤導(dǎo)行為，而不是特斯拉的產(chǎn)品漏洞。（這次事故直到2016年9月14日才由中國(guó)中央電視臺(tái)曝光） 

2016年5月7日，美國(guó)弗羅里達(dá)洲的Joshua Brown開(kāi)著一輛自動(dòng)駕駛模式的Model S，超速撞到正在垂直橫穿高速的白色拖掛卡車，車頂被削平，駕駛員死亡。事發(fā)時(shí)車速74mph，而該路段限速65mph。Joshua Brown從海豹六隊(duì)退役之后，開(kāi)了一家互聯(lián)網(wǎng)公司，上傳的Autopilot測(cè)試視頻曾經(jīng)被Elon Musk轉(zhuǎn)載，觀看次數(shù)幾百萬(wàn)。

對(duì)于這次事故，各路專家都給出了諸多可能的解釋，例如：

• Musk本人的Twitter：雷達(dá)精確的測(cè)算了出了前方有一個(gè)巨大的障礙物，但是因?yàn)榭ㄜ囘^(guò)大的反射面積以及過(guò)高的車身，從毫米波雷達(dá)的角度來(lái)看，它更像是一個(gè)懸掛在道路上方的交通指示牌/橋梁/高架路，因此被忽略了。

• 長(zhǎng)焦鏡頭無(wú)法看見(jiàn)整個(gè)車輛，所以誤認(rèn)為飄在天上的云。

• 天空太亮，攝像頭對(duì)于大面積白色物體很難從圖像中提取特征點(diǎn)。

• 超聲波雷達(dá)測(cè)量距離過(guò)短（2米左右），在高速行駛中沒(méi)有任何反應(yīng)時(shí)間。

這次事故的關(guān)注度最高，而另外幾次事故雖然沒(méi)有死亡，但是對(duì)于特斯拉的打擊更嚴(yán)重，因?yàn)橐陨辖杩谕耆珶o(wú)效。

2016年5月底在瑞士的事故：Autopilot模式Model S的前方，一輛汽車變道，避讓一輛靜止貨車。Model S似乎檢測(cè)到前車變道而輕微加速，但是沒(méi)發(fā)現(xiàn)靜止貨車，因此輕微加速地撞向了貨車。

這次撞到的靜止貨車不是大面積白色，而是藍(lán)色和黑色，并且有復(fù)雜圖案，也就是說(shuō)特斯拉似乎可以撞上任意顏色和形狀的靜止障礙物。

在這次事故之后，前谷歌深度學(xué)習(xí)創(chuàng)始人吳恩達(dá)在Twitter表示 

It's irresponsible to ship driving system that works 1,000 times and lulls false sense of safety, then... BAM!。（提供1000次正常，但給人虛假安全感的駕駛系統(tǒng)是不負(fù)責(zé)任的）

2016年8月3日，中國(guó)的 Qunar_大羅納爾多駕駛的Autopilot模式Model S再次撞到了停靠在路邊的故障車。程序員車主投訴特斯拉公司夸大自動(dòng)駕駛儀功能誤導(dǎo)買(mǎi)家，涉嫌虛假宣傳后，特斯拉在其中國(guó)官網(wǎng)上刪除了“自動(dòng)駕駛”、“無(wú)人駕駛”等字眼，改稱“Autopilot 自動(dòng)輔助駕駛”。特斯拉公司發(fā)言人表示：“特斯拉正不斷對(duì)各方面進(jìn)行改進(jìn)，包括翻譯方面。過(guò)去幾周，我們正在努力解決跨語(yǔ)言產(chǎn)生的差異。這個(gè)時(shí)機(jī)與當(dāng)前事件或相關(guān)報(bào)道無(wú)關(guān)。”

2016年8月7日德克薩斯州的Mark Molthan駕駛的Model S在處于Autopilot模式時(shí)偏離公路并撞上路邊的護(hù)欄，他表示“Autopilot給了你安全的錯(cuò)覺(jué)。我不準(zhǔn)備充當(dāng)一個(gè)試飛員。汽車沒(méi)有發(fā)現(xiàn)彎道，直接沖上了護(hù)欄，而且并沒(méi)有停下來(lái)—— 實(shí)際上在第一次撞上護(hù)欄后，它仍繼續(xù)加速?！?/strong>雖然車主沒(méi)有打算起訴特斯拉，但他的保險(xiǎn)公司Chubb Ltd.可能會(huì)起訴。 

2016年9月28日在德國(guó)，一輛特斯拉汽車與旅游大巴發(fā)生車禍，無(wú)人死亡，特斯拉公司認(rèn)為事故不可避免，與Autopilot無(wú)關(guān)。

德國(guó)交通部部長(zhǎng)要求特斯拉停止使用“Autopilot”這個(gè)詞，為此特斯拉聘請(qǐng)了第三方調(diào)查公司對(duì)于車主進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果98%的受訪車主都明白他們?cè)趩?dòng)Autopilot之后還要繼續(xù)保持對(duì)汽車的控制。考慮到特斯拉已經(jīng)累計(jì)銷售十幾萬(wàn)輛，那么也就是說(shuō)有2%，也就是幾千名車主在事故接連不斷的半年之后，仍然可能會(huì)對(duì)自己和他人的安全造成威脅。

這幾千名過(guò)分勇敢的小白鼠可能造成什么后果呢？2016年11月16日，投資人和內(nèi)容創(chuàng)業(yè)者李笑來(lái)老師在一篇閱讀量達(dá)到4萬(wàn)的文章中提到他利用特斯拉的自動(dòng)輔助駕駛功能在 “甚至開(kāi)始在路上“寫(xiě)”文章了” ，特斯拉中國(guó)區(qū)如果還沒(méi)請(qǐng)李笑來(lái)老師更正這個(gè)危險(xiǎn)的示范，就太欠缺嗅覺(jué)了。 

除了上面的中國(guó)區(qū)虛假宣傳爭(zhēng)議之外，特斯拉的 Autopilot 還惹上了事故之外的幾個(gè)麻煩：

• 正在調(diào)查事故的美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局（NHTSA），表示特斯拉要求客戶簽署的保密協(xié)議可能會(huì)妨礙調(diào)查。對(duì)此特斯拉在博客的解釋是：要求用戶簽訂的“Goodwill Agreement”，目的是防止特斯拉給客戶折扣或者免費(fèi)保修在法庭上對(duì)公司不利，協(xié)議并沒(méi)有提到NHTSA或者政府，后來(lái)特斯拉修正了協(xié)議的措辭。

• 美國(guó)證券交易委員會(huì)（SEC）正在調(diào)查特斯拉是否違反證券法規(guī)，因?yàn)樘厮估疽约癕usk本人在5月18,19日出售了一批特斯拉公司股票，但并未將5月7日的Autopilot致死車禍向投資者及時(shí)進(jìn)行公開(kāi)披露。對(duì)此特斯拉在博客的解釋是：特斯拉公司在5月16日把事故告訴NHTSA僅為了通報(bào)事實(shí)。特斯拉調(diào)查員5月18日到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)并回收車載數(shù)據(jù)，5月最后一周才完成公司內(nèi)部調(diào)查。

• 律所Hagens Berman在組織對(duì)于特斯拉 Autopilot 2.0 未實(shí)現(xiàn)承諾功能的集體訴訟，該事務(wù)所曾經(jīng)起訴大眾和梅賽德斯。

以上幾次車禍大部分是撞了靜止車輛或者障礙物，弗羅里達(dá)事故中，垂直于特斯拉前進(jìn)方向的拖車，在攝像頭來(lái)看也是靜止的，距離判斷錯(cuò)誤，所以特斯拉或Mobileye面對(duì)靜止障礙物有識(shí)別缺陷，如果有激光雷達(dá)參與，至少不會(huì)加速撞上。特斯拉的系列車禍一次又一次證明了Mobileye攝像頭識(shí)別的局限性，以及傳感器融合并不是讓程序員加班一兩個(gè)月就能讓電腦學(xué)會(huì)的，那么我們接下來(lái)看看特斯拉是如何應(yīng)對(duì)事故的：

2016年7月17日，Musk在Twitter表示正在與其雷達(dá)供應(yīng)商博世公司合作，改進(jìn)雷達(dá)軟件。"Btw, want to thank both Bosch and MobilEye for their help and support in making Autopilot better. Please direct all criticism at Tesla.” 通俗地說(shuō)是：博世和Mobileye的小伙伴都幫了大忙，事故不是他們的責(zé)任，我們一家來(lái)背鍋。雖然Musk承認(rèn)特斯拉沒(méi)用好毫米波雷達(dá)，把責(zé)任自己攬下來(lái)算是口頭給Mobileye面子，但是這個(gè)解釋更體現(xiàn)了攝像頭的局限。

2016年7月26日Mobileye宣布停止與特斯拉的未來(lái)合作，Mobileye 認(rèn)為他們的產(chǎn)品功能本來(lái)就是有限的，是特斯拉激進(jìn)的權(quán)限開(kāi)放和宣傳導(dǎo)致車主的使用超出了功能極限。

2016年8月25日，特斯拉對(duì)于Autopilot漲價(jià)500美元，由原來(lái)的2500美元上調(diào)至3000美元。司機(jī)們給特斯拉的beta版軟件提供數(shù)據(jù)，特斯拉非但不給補(bǔ)貼，在系列事故之后漲價(jià)而不是退款，這個(gè)動(dòng)作確實(shí)很有個(gè)性?！巴丝顚?duì)于Musk很難接受，于是就用早買(mǎi)占便宜來(lái)安撫小白鼠用戶”，對(duì)于這次小漲價(jià)，以上解讀并不容易否定。

2016年9月11日，特斯拉宣布Autopilot的 v8.0固件升級(jí)，“用雷達(dá)看世界”，把視角不足的毫米波雷達(dá)作為汽車感知的主力，攝像頭作為輔助，特斯拉官方博客的原話是雷達(dá)作為主傳感器，并且無(wú)需攝像頭進(jìn)行圖像識(shí)別確認(rèn)（can be used as a primary control sensor without requiring the camera to confirm visual image recognition.），說(shuō)得如此斬釘截鐵，我們可以認(rèn)為特斯拉對(duì)于利用現(xiàn)有硬件在短時(shí)間內(nèi)搞定圖像識(shí)別或者傳感器融合已經(jīng)徹底不抱希望。

此外特斯拉還將建立Autopilot“懲罰機(jī)制”，如果司機(jī)在一個(gè)小時(shí)內(nèi)對(duì)要把手放在方向盤(pán)上的警告忽略次數(shù)超過(guò)3次，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，只有在車熄火重啟后，系統(tǒng)才能重新被激活。后來(lái)的限制更加嚴(yán)格：“即使在自動(dòng)駕駛中，駕駛員也需要雙手緊握方向盤(pán)。當(dāng)駕駛員的雙手離開(kāi)方向盤(pán)幾秒鐘后，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)報(bào)警；如果警告被忽視的話，Autopilot將自動(dòng)退出?！?/span>

通過(guò)功能縮水，我們可以預(yù)測(cè)，未來(lái)Autopilot責(zé)任事故會(huì)很少發(fā)生，因?yàn)轳{駛員被迫緊握方向盤(pán)，所以發(fā)生任何事故都無(wú)法指責(zé)Autopilot（其實(shí)歷次Autopilot事故的責(zé)任原本都是司機(jī)的，只不過(guò)以前特斯拉過(guò)于激進(jìn)，沒(méi)有限制司機(jī)放手而引發(fā)了爭(zhēng)議）。

2016年9月16日，Mobileye 補(bǔ)刀：Elon Musk曾向Mobileye保證，在使用Autopilot時(shí)，駕駛員不會(huì)被允許雙手離開(kāi)方向盤(pán)。然而，最終結(jié)果并非如此。Mobileye表示，在2015年5月兩家公司的產(chǎn)品規(guī)劃溝通過(guò)程中，該公司曾就特斯拉系統(tǒng)的安全性表達(dá)過(guò)關(guān)切。 

2016年10月19日（臨時(shí)安排發(fā)布又跳票兩天之后），Musk宣布所有的特斯拉新車將標(biāo)配“具有全自動(dòng)駕駛功能”的硬件系統(tǒng)——Autopilot 2.0，包括8個(gè)攝像機(jī)、12個(gè)超聲波傳感器以及一個(gè)前向探測(cè)雷達(dá)，比上一代快了40倍的英偉達(dá)GPU運(yùn)行特斯拉自研神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，最終將實(shí)現(xiàn)SAE 5級(jí)自動(dòng)駕駛。升級(jí)的結(jié)果是新系統(tǒng)從3000美元漲到了8000美元（未來(lái)解鎖可能會(huì)更貴）。

總結(jié)：

在上述系列事故發(fā)生之前，Elon Musk一向認(rèn)為激光雷達(dá)并不適合汽車場(chǎng)合，被動(dòng)光學(xué)手段（俗稱攝像頭）加一個(gè)前向雷達(dá)就足夠了。他澄清并不對(duì)激光雷達(dá)抱有偏見(jiàn)，SpaceX在龍飛船與國(guó)際空間站對(duì)接時(shí)候會(huì)使用激光雷達(dá)，然而他認(rèn)為激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛并不必要。

“I don’t think you need LIDAR. I think you can do this all with passive optical and then with maybe one forward RADAR.”

事故發(fā)生之后，Musk仍然認(rèn)為現(xiàn)有的硬件技術(shù)完全滿足無(wú)人駕駛要求，2019年可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛，10-15年內(nèi)，大部分正在使用的轎車、卡車都會(huì)被自動(dòng)駕駛車替換，并且仍然表達(dá)對(duì)激光雷達(dá)的否定，加強(qiáng)了對(duì)毫米波雷達(dá)的重視。然而以上事故，理應(yīng)引起自動(dòng)駕駛領(lǐng)域激光雷達(dá)重要性的討論：

被動(dòng)視覺(jué)早于主動(dòng)雷達(dá)的狀況，在歷史上也曾經(jīng)出現(xiàn)：著名美國(guó)心理學(xué)家伯爾赫斯·弗雷德里克·斯金納在二戰(zhàn)時(shí)，曾研究過(guò)利用訓(xùn)練過(guò)的鴿子控制的精確制導(dǎo)炸彈。當(dāng)時(shí)的雷達(dá)技術(shù)剛剛起步，無(wú)法制導(dǎo)，所以由彈頭容納3只鴿子，通過(guò)喙啄擊屏幕控制炸彈，當(dāng)三只鴿子出現(xiàn)分歧時(shí)，少數(shù)服從多數(shù)。大家都能想象訓(xùn)練困難，所以最終被成熟的雷達(dá)技術(shù)所取代。

用現(xiàn)在自動(dòng)駕駛和人工智能領(lǐng)域的時(shí)髦術(shù)語(yǔ)來(lái)描述，這就是二戰(zhàn)時(shí)期的 “多目攝像頭被動(dòng)光學(xué)導(dǎo)航，由低功耗的超大規(guī)模生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)進(jìn)行控制，三重冗余設(shè)計(jì)，妥妥的五級(jí)自動(dòng)駕駛（只不過(guò)交管部門(mén)管不到）”。用更加聳人聽(tīng)聞的說(shuō)法，這就算自主殺人的機(jī)器人了（雖然完整動(dòng)物塞進(jìn)去和用缸中之腦控制導(dǎo)彈本質(zhì)上是一樣的）。

雖然如今的車用攝像頭性能大概能追上鴿子的眼睛，訓(xùn)練電腦比訓(xùn)練鴿子先進(jìn)很多，但是我很好奇哪家的車載人工智能優(yōu)于鴿子。區(qū)分貓狗或者診斷癌癥照片的時(shí)候，用計(jì)算機(jī)視覺(jué)是責(zé)無(wú)旁貸的。但是要判斷障礙物距離，激光雷達(dá)顯然更可靠。激光雷達(dá)成本降低之后，深度學(xué)習(xí)的價(jià)值可能縮水。

條件允許主動(dòng)傳感的時(shí)候，為什么要被動(dòng)呢？

未完待續(xù)……

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