1.2.2　激光雷達與DARPA自動駕駛挑戰(zhàn)賽

美國國防高級研究計劃局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）分別于2004年和2005年舉辦了第一、二屆DARPA自動駕駛挑戰(zhàn)賽，這兩屆比賽主要關(guān)注自動駕駛汽車在野外的自動駕駛能力，第三屆于2007年舉辦，主要關(guān)注城市道路場景的自動駕駛技術(shù)。目前，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為2007年的DARPA城市挑戰(zhàn)賽是自動駕駛發(fā)展史上的重要里程碑，在該賽事中驗證的技術(shù)思路成為當(dāng)前的主流方案，而在該賽事中涌現(xiàn)出的優(yōu)秀科研團隊也成為自動駕駛汽車商業(yè)化的先鋒。

激光雷達也在2007年的DARPA城市挑戰(zhàn)賽中脫穎而出，成為自動駕駛系統(tǒng)中的核心傳感器。獲得該挑戰(zhàn)賽前3名的團隊均采用了激光雷達，順利完成比賽的6個團隊中有5個團隊采用了Velodyne公司生產(chǎn)的64線旋轉(zhuǎn)式激光雷達HDL-64E作為系統(tǒng)的主傳感器。圖1-5所示為在DARPA城市挑戰(zhàn)賽中獲得冠軍的卡內(nèi)基梅隆大學(xué)團隊的Boss無人車[3]，該車除了配備HDL-64E高線束激光雷達，還配備了3顆SICK公司的單線激光雷達（用于近距離檢測）以及2顆長距離激光雷達（用于追蹤相距100 m以上的車輛），可以說充分地利用了激光雷達準(zhǔn)確測距和三維環(huán)境建模的特點，在那個算力、人工智能技術(shù)遠(yuǎn)不及當(dāng)今的時代，實現(xiàn)了城市場景中較強的自動駕駛能力。

Velodyne公司最初并不是生產(chǎn)激光雷達的公司，而是一家生產(chǎn)音響的公司，該公司的創(chuàng)始人David Hall和Bruce Hall在參加2005年的第二屆DARPA自動駕駛挑戰(zhàn)賽時發(fā)明了基于三維激光的實時掃描系統(tǒng)并為其申請了專利，該發(fā)明為當(dāng)今的車載高密度激光雷達產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。到2007年的DARPA城市挑戰(zhàn)賽，大多數(shù)團隊都采用了Velodyne公司生產(chǎn)的激光雷達作為感知模塊的基礎(chǔ)。

圖1-5　DARPA城市挑戰(zhàn)賽中的Boss無人車

DARPA 自動駕駛挑戰(zhàn)賽的一大貢獻是挖掘了大量自動駕駛領(lǐng)域的早期研究團隊，參加過該賽事的科學(xué)家創(chuàng)立或加入的自動駕駛公司，現(xiàn)如今大都成為業(yè)內(nèi)耳熟能詳?shù)淖詣玉{駛頭部企業(yè)，包括Waymo、Cruise、Aurora、Nuro、Zoox等。

在比賽中驗證過的技術(shù)和方法被研究者帶到了業(yè)界，最典型的技術(shù)思路之一就是將多線激光雷達作為4級自動駕駛車輛的主傳感器。無論是自動駕駛出租車（robotaxi）、自動駕駛公交車（robobus），還是自動駕駛卡車，都不約而同地將激光雷達安裝于車頂。

除了應(yīng)用在自動駕駛出租車、公交車、卡車等方面，激光雷達還逐漸成為消費乘用車傳感器組中的一員。自2020年起，主流激光雷達制造商都相繼推出或者發(fā)布了車規(guī)級激光雷達，同時，汽車制造商也相繼發(fā)布了搭載車規(guī)級激光雷達的車型，如蔚來ET7（搭載Seyond公司的混合固態(tài)激光雷達）、理想L9（搭載上海禾賽科技有限公司的混合固態(tài)激光雷達AT128）等。

隨著激光雷達制造成本的不斷降低、產(chǎn)品安全等級的不斷提升以及基于激光雷達的軟件算法尤其是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的不斷發(fā)展，激光雷達逐步發(fā)展為3級駕駛系統(tǒng)乃至4級駕駛系統(tǒng)中的主流傳感器。