它來了，它來了，帶鐳射雷達的量產車來了！馬斯克您怎麼看？
全球第一輛真正買得到的 L3 級自動駕駛量產車，正式上市了。
2021 年 3 月 5 日，本田正式發售了搭載 5 個鐳射雷達、具備 L3 級自動駕駛能力的量產車型 Legend Hybrid EX，含稅價格為 1100 萬日元（約合 66.4 萬人民幣）。目前，該車型限量生產 100 臺，以租賃形式在日本本土銷售，租期為 3 年。
這使得 Legend Hybrid EX 成為全球第一輛通過當地法規認證、允許正式上市銷售、具備 L3 級自動駕駛的車型。當前市面上汽車的自動駕駛水平，普遍為 L1 和 L2 級別。一些車廠比如特斯拉，能實現 L2.5 級。
從 L2 到 L3，是自動駕駛技術質的飛躍。兩個級別最大區別在於，是否需要人類駕駛員時刻盯著路況。2017 年，奧迪曾宣佈 A8 車型將配備鐳射雷達感測器和 L3 級自動駕駛，但由於沒有透過各國法律法規的准許，至今消費者都體驗不到該車型的 L3 級自動駕駛功能。
Legend Hybrid EX 的 L3 級自動駕駛技術名為 HONDA Sensing Elite，是在 HONDA Sensing 基礎上升級而來。新增加的功能包括 Traffic Jam Pilot（交通擁堵導航）、Hands off（從方向盤上移開雙手，獲得了日本的交通許可） 和 Emergency Stop Assist（緊急停車輔助）。
感測器配置方面，這款車型安裝了 5 個鐳射雷達、5 個毫米波雷達、2 個前視攝像頭和 12 個超聲波雷達。其中，鐳射雷達搭載在量產車型上，尤為引人關注。
事實上，不止本田，在 L3 級自動駕駛用不用鐳射雷達這個問題上，大部分車廠都做出了肯定的回答。
自 2020 年中，陸續有車廠宣佈配備鐳射雷達的高階車型或技術路線：傳統車廠有賓士（S 級）、寶馬（iX）、沃爾沃（XC90）、雷克薩斯（LS 系列）和長城汽車（咖啡智駕戰略）。新造車勢力有小鵬汽車（代號 D55）、蔚來（ET7）、智己汽車和哪吒汽車。這些車廠搭載鐳射雷達的車型，大部分都計劃在 2021 至 2022 年間上市。
唯有特斯拉依然堅持純視覺方案，不用鐳射雷達。其 CEO 馬斯克曾公開表示：“鐳射雷達是個愚蠢的解決方案，誰依賴鐳射雷達誰就完蛋”（Lidar is a fool．Anyone relying on lidar is doomed）。
鐳射雷達和純視覺的分歧在哪？
鐳射雷達和純視覺方案的分歧點，出現在車輛的“感知”環節。回想一下人類開車的過程，抽象出來共有三步：1. 感知車輛前進路線和周圍環境；2.根據環境在大腦中做出決策；3.執行剛剛做出的決策。
在感知環節，自動駕駛系統通常會用到四種類型硬體：毫米波雷達、超聲波雷達、鐳射雷達和攝像頭。它們各有優缺點，在自動駕駛方案中，適用於不同的任務。
毫米波雷達的原理是發射毫米波段的電磁波，利用障礙物反射波的時間差確定障礙物距離，利用反射波的頻率偏移確定相對速度。毫米波雷達的優點是穿透霧、煙和灰塵的能力較強，除了大雨天都能穩定執行，缺點是解析度偏低，無法分辨探測目標是什麼。
和毫米波雷達原理類似，但超聲波雷達發射的是超聲波，透過計算反射回來的時間差，最後換算成距離。這種感測器最大的優勢是低成本，單個超聲波雷達售價僅為數十元，一套自動泊車系統的硬體成本不到 200 元。相比之下，毫米波雷達售價要到千元級別。但它的缺點也很明顯，發射距離不遠，通常用於短距離測距。
鐳射雷達發射的是鐳射束，透過測量反射訊號的到達時間、強弱程度等引數，確定目標的距離、方位、運動狀態和表面光學特徵。其優點是，探測精度更高，不受光照影響，可全天時工作，能快速復建出 3D 模型。但其缺點也很明顯，成本相對高昂，且對氣象條件要求嚴格，極端天氣下無法使用。
攝像頭優點是解析度高，且成本相對較低，但依賴於強大的深度學習演算法來識別物體。在逆光、暗光或惡劣天氣下，攝像頭也會暴露出很大的短板，基本不可用。
（圖片來自 Livox）
依靠毫米波雷達、超聲波雷達和攝像頭三種類型感測器，很多車廠都做到了 L2 級自動駕駛，比如特斯拉、凱迪拉克、寶馬、賓士、沃爾沃、日產。
自動駕駛分級最權威的是 SAE（國際自動機工程師學會）版本。按照 SAE 的分級，L2 稱之為“部分自動駕駛”（Partial Automation)，要求同時實現 ACC（自適應巡航）和 LKA（車道保持輔助），但依然需要人類駕駛員時刻盯著駕駛環境，以備在出現緊急狀況時隨時接管。
L3 級是“有條件自動駕駛”（Conditional Automation），人類駕駛員已經不需要時刻盯著駕駛環境，汽車可以自動超車、自動變道。但在發生緊急狀況時，汽車依然會通知人類駕駛員接管。
可見，從 L2 跨越到 L3，最大區別在於，人類駕駛員是否需要時刻盯著路況。要實現 L3 級，要求汽車擁有更加出色的感知能力，可以替代人類實時監測駕駛環境。
大量的實驗和資料已經表明，光靠攝像頭、毫米波雷達和超聲波雷達，不足以讓汽車擁有 L3 所需的感知能力。如上所述，4 種感測器硬體各有所長，攝像頭解析度高，能透過演算法來實現物體識別，但測距精度弱，而且在弱光和黑暗環境下適應性差。而鐳射雷達測距精度高，在弱光和黑暗環境下效能更佳，能彌補攝像頭的不足。
想做 L3 級自動駕駛方案的廠商，基本都增加了鐳射雷達來感知外界環境。鐳射雷達與純視覺看似存在爭論，但大部分車廠的自動駕駛技術路線裡，本來就有鐳射雷達的存在，只有特斯拉堅持不用。
馬斯克認為，既然人類可以透過視覺收集資訊、大腦處理資訊的方式進行安全駕駛，那自動駕駛也能。這種技術路線倒也很符合他對“第一性原理”的追求。他直白地宣稱“鐳射雷達就像是人類身上的闌尾”、“即使（鐳射雷達）完全免費，也不會用它”。
目前，特斯拉的感知感測器配置包括 8 個攝像頭、1 個前置的毫米波雷達和 12 個超聲波雷達。自 2016 年起，特斯拉旗下車型都配備了這套感測器，或者類似的版本。
依靠這套感測器配置，再加上一顆自研的 FSD 晶片，特斯拉迭代了 Autopilot 2.0 和 Autopilot 3.0，透過 OTA 推送了 NoA（按導航輔助駕駛）和 FSD（全自動駕駛）功能（仍在測試期），讓其自動駕駛水平到達 L2.5 級。
不過，特斯拉的自動駕駛方案曾惹出過幾次禍端。2020 年 6 月，一輛開啟了自動駕駛功能的特斯拉，在臺灣一段高速公路上，撞上了已經側翻在路上的白色貨車。車主本以為車輛遇到障礙物會自己停下來，但沒想到它以 110 公里/時的速度，徑直撞上了前面的貨車。
《每日經濟新聞》援引武漢理工大學汽車工程學院副教授楊勝兵報道，攝像頭有天生的缺陷，當有較強的反光，或者以白色為基調的物體時，可能會判斷成雲朵甚至認為沒有障礙物。特別是在強光線下，特斯拉這套方案的缺陷比較明顯。即使特斯拉還配備了毫米波雷達，但受限於感知距離較短，如果車速過快，系統也無法迅速響應。畢竟演算法也要花費時間，需要留有足夠的時間去做排程和反應。在這次事故之前，處於自動駕駛狀態下的特斯拉，還曾於 2016 和 2019 年發生過兩起事故，都是撞上了白色卡車。
前段時間，特斯拉在無人墓地感應到行人的影片，又一次將其送上風口浪尖。《財經》援引地平線機器人一位演算法技術專家報道，看見 “幽靈” 屬於無中生有，基於深度學習的演算法會存在這種問題，並且在當下的技術水平下無法避免。這種演算法缺陷並不是程式碼執行效果不佳，而是一種目標檢測的基本缺陷。在這種技術路線下，才會需要多感測器融合來取長補短。
成本下降，鐳射雷達或迎上車潮
鐳射雷達要真正搭載於量產車型上，有一個門檻要跨越——成本。比如，鐳射雷達領軍企業 Velodyne 2014 年的型號 HDL-64，售價高達 7.5 萬美元。唯有不計成本研發自動駕駛技術的公司，才會購買。而需要考慮量產成本的汽車公司，面對這個價格直接勸退。這也是特斯拉不用鐳射雷達的原因之一。
但隨著廠商最近幾年的努力，鐳射雷達成本逐年下降。鐳射雷達本身沒有用到任何貴金屬，成本主要源自於精密光學器件的研發，和有限的應用場景。因此，降低成本主要從提高研發技術和產量兩方面來著手。
鐳射雷達的技術分類紛繁複雜，測距原理、鐳射發射、鐳射接收、光速操縱和資訊處理，每個環節都有不同的技術路線。比如，按照測距原理分，可分為飛行時間法、三角測距法和基於相干探測的調頻連續波（FMCW）。按照光束操縱分，可分為掃描系統和 Flash，其中掃描系統又可細分為機械式、混合固態和固態。
（鐳射雷達按光束操縱分類，圖片來自國金證券研究所）
透過組合不同的技術，鐳射雷達的成本得以降低。據國金證券研究所總結，鐳射雷達的發展路線主要為固態化、晶片化和智慧化。固態化是指，掃描系統逐漸去除轉動元件；晶片化是將鐳射雷達各模組整合到晶片上，提高整合度，達到降低成本的目的；智慧化是把 AI 演算法前置到鐳射雷達上，在收集資料的同時，完成感知演算法的實時計算分析。
其中，鐳射雷達固態化是降低成本的重要因素。早期鐳射雷達基本上機械式，雖然解析度高、測距遠，但失效時間短、體積大、成本高，通常為 Waymo 這種專門研發 L4 級別自動駕駛的公司所用，難以應用於真正量產車型上。
（Waymo 第一代自動駕駛汽車，頭上頂著機械式鐳射雷達）
而完全固態的鐳射雷達，技術成熟度偏低，離量產還比較遠。因此，技術成熟度高，成本又適中的混合固態鐳射雷達最有可能首先上車。混合固態是指，收發元件靜止，只有掃描器存在機械運動。
據大疆孵化的鐳射雷達廠商 LIVOX 預測，2020–2023 年間，混合固態鐳射雷達的年出貨量可達 10 萬臺，推動成本降低到 1000 美元。這正是業界普遍認可的、可前裝量產的價格水平線。
（Livox 對鐳射雷達成本下降的預測圖）
一邊是升級到更高級別自動駕駛的需求，另一邊是鐳射雷達成本下降。當需求和供應兩邊匹配上，就迎來了鐳射雷達上車量產的趨勢。不過，這股趨勢目前仍只是理論上的，各車廠只是公佈了相關計劃，真正上市銷售的只有開篇提到的本田 Legend Hybrid EX。
鐳射雷達是為 L3 及以上級別自動駕駛服務的。奧迪雖然在 2017 年就公佈了搭載鐳射雷達的 A8，但沒有透過法律法規准許。消費者用不了 L3 級自動駕駛，那搭載鐳射雷達也就失去了意義。路漫漫其修遠兮，車廠想要實現高級別自動駕駛，還有很長的路要走。