智駕安全性核心之一：獲取車(物)間距離信息的可靠性問題_風聞

智能駕駛越來越成為車輛競爭力的重要環節，目前有以特斯拉為代表的圖像處理+雷達方式，以及以華為為代表的激光雷達+雷達+圖像方式（當然還需高分辨地圖的幫襯） ，來實現態勢感知。

完整的智能駕駛所需要的態勢信息是三維的信息，原本的圖像只能提供二維信息，要得到三維信息，必須得到基於本車的距離信息，即除了對路面信息和車、人、物（路邊欄杆、警示錐等）的二維識別級地圖匹配，還需要這些車、人、物的距離信息的支撐（即這都些東西距我多遠，是在哪個方向上），要使用電磁波雷達、激光雷達，或者特殊光學設備和匹配算法來得到距離數據，且這個數據是點雲的更好。

車禍大部分是碰撞，碰撞的另一種解釋：兩個物體間的空間距離由大變小且最後為零（碰撞後可以認為距離為負）。自然，基於物體間的距離檢測及駕控決策是避免碰撞的最核心因素。距離信息的獲取對於智能駕駛的決策，特別是對於距離過近（碰撞）或車輛突然變道的危險感知，是至關重要的。從最終的安全性説，距離信息的獲取的優先級其實高於對物體的識別——簡單説就是控制剎車（或緊急變道）動作的依據最最重要的就是距離數據。

雷達也可以測量距離但難以確定對應距離下目標的具體位置，不過在大多數場景下，至少在目標比較近的情況下（直線測距內）雷達的距離信息可以支撐車輛做出緊急規避，當然車速過快也是有風險的，車速（相對速度）慢一點測雷達的距離信息也是比較可靠的。

而使用激光雷達，即便沒有圖像信息的支持，且僅有前方距離信息的支持情況下，車輛也基本可以高可靠的控制車間距離以避免碰撞，何況激光雷達可以掃出一個角度的距離信息，提供的距離信息是成片的點雲數據。

激光雷達比電磁波雷達好的地方，是激光雷達獲取的距離信息是有角度量的，而普通雷達只有大體的角度信息，不夠精確，不精確必然帶來誤差，影響可靠性。

對於光學圖像處傳感器，目前距離的識別在圖像處理中是無法直接獲得，需要有很多先驗數據+實時識別信息的比對才能得到，也就是它要依賴計算資源獲取距離。tof景深相機其實類似激光雷達，性能達標車規的設備估計造價同樣不低，其成熟度不如多線束的激光雷達，且tof景深相機依舊需要相當的算力才能獲得3d距離數據，而其他幾種光學解決方案如結構光等方式不適合智駕場景，雙目定位精度和算法負擔的不利之處同樣存在，夜間還可能不能使用。

據説特斯拉還可能完全用圖像處理方式解決所有的態勢感知問題（這是要把毫米波雷達都去除？），也就是圖像處理不光要通過算法識別路面信息，如道線、人、車、物等，同時在進行路面信息識別的情況下，還要把人、車，物的距離識別出來。本來對於路面級人車物的識別就已經佔據很大的算力，還要增加計算距離的算法，顯然增加對算力的瓜分，影響距離獲取的實時性。且共享算力的情況下，還容易因為對於路面級人車物的識別算法的“卡殼”而造成算力“阻塞”（即便是用了獨立的模塊來計算也依然存在識別與距離計算的強關聯），使得CPU（GPU）無暇（法）顧及對於光學獲取距離的計算，給不出距離信息。儘管可以增加算力資源提高實時性，但是其出錯的隨機性永遠是一個問題，何況智駕這類對CPU/GPU的長時間、高負荷運行非常損耗計算機硬件性能，性能存在衰減問題。

對於智駕的可靠性，99%成功率就是容許100次出一次錯，顯然不行。99.9%是1000次出一次錯，也不能接受。99.99%是10000次出一次錯，勉強可以接受。而好的可靠性，可能是要達到99.999%甚至更高，這樣的可靠性如果靠複雜的算法實現，幾乎不可能，因為影響出錯的因素很多，只能靠硬件能力機械的完成才可能達到這種高可靠性，激光雷達就有這種能力，因為激光類3d測距，不用計算即可直接從設備端得到高精度的空間距離數據，不佔用主cpu的算力。

我個人猜測，很多開啓了智能駕駛模式（L2以上級別）的車輛，還會發生碰撞，其最重要的原因可能就是系統沒有及時獲得前方的距離信息（且是不遠的前方）。至於這個距離信息為何沒有及時得到，一個原因是那個瞬間傳感器沒有感知出來，另一個原因是傳感器得到了原始信息，但由於計算機算力不夠，沒有及時處理出距離信息，導致環境感知錯誤。

總之，這個用圖像來獲得距離的方法，在獲得距離信息的實時性和精確性上，比起用激光雷達來説，可靠性低於激光雷達方案，接近激光雷達方案的可靠性都難。

所以在未來什麼智駕模式能讓人放心，我覺得必須是帶激光雷達的解決方案莫屬，如果有更好的技術手段或設備，或能力相同更便宜的設備當然更好，但目前還沒有看到，何況激光雷達也可以因規模效應而降低成本。當然技術上還是需要圖像處理的強大能力，這並不矛盾。但僅僅靠圖像處理得到距離信息（還要求有較好的精度：分米級），個人認為這種可靠性是沒法讓人放心的。

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隨便説一句，完全可靠的智能駕駛，除了提高車輛本身的感知能力和計算決策能力外。非常有效的提升無人或智能駕駛可靠性和正確性的辦法，一是建立信息化、傳感化的路網體系；二是讓車聯網系統技術落地。即：1、在每一條路的關鍵節點，都設置傳感器，主動告訴車輛你的位置在哪裏，要注意什麼；2、通過車聯網告訴友鄰車輛我的車輛狀態，其他車主動告訴本車位置和速度數據，能大大提升本車的態勢感知能力，從而顯著提高智能駕駛的可靠性。當然這並不否定對本車獨立的態勢感知能力的追求。