近日,日本科學技術振興機構JST聯合日本OPERA從市面上采購的禾賽科技、Velodyne、速騰、Ouster四大品牌的十款激光雷達進行測試。從激光雷達感知性、測量距離精度、點云數量、反射強度分離度等不同維度進行了測評比較。禾賽科技的產品在每一項指標中都表現優異,領先于其他品牌。

據了解,禾賽科技是全球領先的3D傳感器(激光雷達)制造商,由禾賽科技董事長李一帆擔任首席執行官,禾賽科技孫愷擔任首席科學家,禾賽科技向少卿擔任首席技術官。禾賽科技憑借自主研發的微振鏡和波形加密技術,始終引領傳感器創新的發展方向。在本次測試的10款激光雷達中,禾賽科技的有2款,Velodyne的有5款,Ouster的兩款,速騰的一款。

在第一輪評測中,對比的是激光雷達感知性能,分5個小選項,分別是二次反射Sec.Reflections、強度偏差Int.Aberrations、光暈Blooming、丟失點MissingPoints、交通標識視覺化LineVisibility。

激光反射不止一次,合理利用能夠增加點云密度,但有時強反射目標的二次反射會形成虛像,或許可以通過算法過濾重復點,但最好不要出現。10款激光雷達中只有VLP-32C和OS1-16有二次反射虛像,合理利用多次反射也有可取之處,如已過車規的法雷奧SCALA就是三次反射回波。

強度偏差使反射強度值過大的目標可能導致噪音,激光雷達為增加探測距離和信噪比,就要增加功率密度,就容易出現這種噪音。10款激光雷達中,128線的VLS-128出現在25米內,HDL-64、OS1-64、OS1-16應該是整個可測量范圍內都會出現。

光暈類似于陽光強烈時產生的五顏六色的光暈圈,或者像我們用手按壓液晶出現的色變,Ouster的兩款激光雷達都很明顯。

丟失點的原因是有些弱反射目標或小反射面積被忽略了,Ouster的同樣很糟糕。

最后是交通標識視覺化識別,主要是車道線,車道線漆面材質與路面差別明顯,激光雷達上會有明顯反映,路沿和路上的諸如“stop”的字符也是如此,這種物理方式的識別可靠性遠高于視覺算法,同時不受光線和淺積水積雪影響。路沿是高度有明顯變化,激光雷達能夠識別出高度變化。順便說一句,路沿檢測識別立體雙目做得更好。

交通標識視覺化分非常好、好、可接受、差、非常差5個級別,VLS-128明顯勝出,畢竟它最貴,線束最密集,分辨率最高。禾賽科技的兩款有扭曲失真,但還可以接受。Velodyne最低端的VLP-16表現也不錯。

接下來是測量距離精度對比,這里引入RMSE均方根誤差概念,又稱中誤差,衡量觀測精度的一種數字標準。亦稱“標準誤差”或“均方根差”。在相同觀測條件下的一組真誤差平方中數的平方根。因真誤差不易求得,所以通常用最小二乘法求得的觀測值改正數來代替真誤差。它是觀測值與真值偏差的平方和觀測次數n比值的平方根,在實際測量中,觀測次數n總是有限的,真值只能用最可信賴(最佳)值來代替。

近距離情況下,Ouster和Velodyne的誤差比較大,特別是Velodyne老64線激光雷達,這也是現在幾乎沒人用的原因,而禾賽科技64線非常優秀,整個測量區域內都很優秀,怪不得國外廠家很多在用禾賽科技的激光雷達。有些激光雷達有效距離近,RMSE過大,已經不計入有效測量范圍,Ouster表現很差,64線只有65米,OS1-16只有25米。

接下來是點云數量對比測試,Ouster表現非常糟糕,64線還不如Velodyne的32線,85-120米連16線都不如,更不如禾賽科技的40線。禾賽科技的表現非常優秀,40線幾乎接近Velodyne 64線的水準。

車輛點云密度,禾賽科技的64線壓倒了Velodyne的64線,相當驚人。VLP-32C表現也不錯。

行人點云密度,VLS在近距離領先,遠距離仍然不及禾賽科技的64線。很明顯,禾賽科技的40線完全壓倒了Ouster的64線,速騰的32線也比Velodyne的VLP-32C要強。衡量激光雷達反射強度分離度的指標為symmetric KL divergence (MKL),這個值越高,證明強度分離性越好,也就可以激光雷達強度值來做點文章,比如物理方式識別車道線,利用強度成像取得灰度圖像,做高精度定位或道路標識識別。

左邊一列是白色目標與鉆石型Diamond目標之間的平均分離度,右邊一列是白色目標于Velvet目標之間的平均分離度。Ouster還是表現最糟糕。40線禾賽科技的表現最好。

VLP-16近距離表現最好。

禾賽科技毫無疑問評測結果優異其他品牌,Ouster需要更多努力。這也證明,我國的激光雷達絲毫不次于國外的,中國的月亮一樣圓。

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