侧向补盲加入战局 激光雷达布置有何考究?

2023-11-02 168浏览
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一个月前,几位造车新势力的“一把手”围绕激光雷达展开了一场争论。

事件的起因是集度汽车对外曝光了其**概念车的车前盖、前向双激光雷达自动驾驶技术方案。针对这样的激光雷达布置方式,理想汽车CEO李想评论称,在车顶上放一个激光雷达,和在机盖或保险杠放两个,性能上没有任何区别。他还调侃车顶激光雷达的**问题在于造型,因为太像机动战士-高达了。

面对李想的评论,集度CEO夏一平也紧接着作出了回应,他认为120度的FOV(视场角)和180度的FOV还是不一样的,解决的Corner case(*端情况)也不一样,所以在产品的能力上和体验上甚至是安全性还是有差别的。

随后,小鹏汽车CEO何小鹏也加入了这场关于激光雷达的讨论。纵观这几位大佬的发言,只能说是公说公有理,婆说婆有理。总而言之一句话,自家车用的激光雷达配置方案是*好的。

那么,激光雷达到底该用几颗?安装的位置又有哪些考量?我们不妨看看市面上一些已经发布的搭载激光雷达车型的布置方案。

五花八门的激光雷达布置方案

从目前已经公布的搭载激光雷达的车型来看,*少1颗激光雷达,*多的已经把4颗激光雷达堆上了车,而激光雷达的安装位置更是五花八门。

*早搭载了激光雷达的量产车是奥迪A8,将一颗法雷奥Scala激光雷达放置在汽车前格栅下,主要用作前方目标物识别,进而实现交通拥堵辅助驾驶,可以自动跟随前车。

而目前主流的1颗激光雷达的安装位置是在前车顶,也就是李想口中的“高达”,也有很多人形容这中凸起就像车顶长了犄角,蔚来ET5、ET7和理想L9等多数车型都采用了这样的布局方式,用于大部分前向场景的探测。

由于安装位置高,激光雷达可以探测到更远的目标,视野也就更好。而且这种布局也避免了行驶过程中飞石污水等的污损,也不容易被发生碰撞。

但是,这种方式也有一些弊端。**,车顶更易受到阳光直晒,对激光雷达的散热提出了较大要求;其次,前方引擎盖会影响激光雷达线束向下探测,进而形成一定盲区,影响近距离目标探测。

接下来看看2颗激光雷达的组合布置,何小鹏说他们*开始想放两颗激光雷达在车顶,但是无论如何设计,都类似兔子的耙耳朵,所以后来还是放弃了。

小鹏P5是国内**搭载激光雷达的量产车型,两颗大疆览沃提供的激光雷达被嵌入车前两侧雾灯的正下方。很多其它车型2颗激光雷达的布置方式,也基本都放在了前保险杠或者前格栅,而集度的两颗激光雷达位于车盖上可升降的设计较为新颖。

2颗激光雷达**在FOV方面较1颗激光雷达有优势,而且部署在车辆前方让外观设计和散热的难度也大大降低。但是,这种布局方式容易让激光雷达受到污损而影响感知,对激光雷达自身清洁功能提出了更高要求;而且一旦发生碰撞,会给用户带来很高的更换成本。

集度的这种方案*大的考验在于引擎盖是活动部件,会对使用和标定造成风险,需要严格的在线动态标定,确保激光雷达硬件的可靠性。李想也指出,集度这种激光雷达的安装位置可能过不了*新的行人碰撞法规这一关。

当激光雷达数量来到3颗以后,布置方式也产生了新的变化。*狐阿尔法S全新HI版搭载了3颗华为提供的96线激光雷达,位于中网左、中、右位置,广汽埃安AION LX Plus则采用了“头顶1+两侧2”的方案。

去年广州车展前夕,沙龙机甲龙发出了“4颗以下别说话”的挑战宣言,将激光雷达数量之争拉到了白热化,当时号称全球**实现激光雷达360°全视角覆盖,车顶一颗,车尾一颗,车头两侧各一颗。

此后,路特斯的**纯电SUV Eletre 也发布了4颗激光雷达方案,前后主激光雷达选择搭载的是禾赛128线半固态激光雷达AT128,为了在不使用自动驾驶功能时能够有效降低风阻,激光雷达采用可翻转设计。此外还有位于两侧前轮拱内两颗可伸缩激光雷达,该雷达为速腾聚创提供的RS-LiDAR-M1激光雷达。

从以上各家车企的布局来看,目前主流的激光雷达数量为1-2颗,主要的安装位置在车顶和车前方。激光雷达的安装位置受到外观、散热、碰撞保护、表面防污、盲区和成本等多重因素的影响,是一项综合性的系统考量。

侧向补盲激光雷达加入战局

随着智能驾驶从高速场景延伸到城市场景,慢慢往全场景方向发展。除了前向主激光雷达,车辆感知对近距离?视场?的补盲需求越来越多,在此背景下,亮道智能日前发布了国内市场上**纯固态侧向激光雷达——LDSense Satellite。

亮道智能表示,这款激光雷达的设计初衷是为了有效补强感知能力,攻克TJP跟随、高速拥堵、狭窄道路通行、自主泊车等复杂场景下,车身近距离的探测需求。

**,针对高速或城市道路中车辆加塞而导致的紧急避让场景,目前主流的一颗前向激光雷达的水平视场角一般在90°-120°之间,当激光雷达探测到加塞车辆时,距离已相当近,留给系统决策响应时间不足,容易发生碰撞。

而结合侧向激光雷达,可以让车辆前向感知水平视场角扩大到180°及以上,甚至达到车身全方位无死角覆盖。在对方车辆试图跨越本车时即可判断加塞意图,从而获得更充足的预警和响应时间,*大提高响应速度,有效减少事故发生。

其次,在城区道路行驶中,面对行人、两轮车和穿梭变道的车辆混流的复杂通行场景,以及面对停靠在路边的车辆使用智能驾驶功能启动和泊车时,也需要对马路边沿、减速带等低矮物体进行有效感知。

而障碍物的高度越小,探测的难度越大,这对激光雷达的垂直视场角和角分辨率大小提出的要求也就越高。

车顶的前向长距激光雷达在探测时存在较大范围的近场盲区,无法应对一些特殊场景,比如车前突然蹿出的宠物等,车顶垂直视场角 25°的长距激光雷达皆无法在7米内捕获探知。

这就需要减小盲区的存在,通过把垂直视场角不低于 75°的侧向激光雷达与前向激光雷达的近场盲区进行点云互补,能够实现低矮物体比如马路边沿、减速带等目标物,以及相邻车道线的探测。

以马路边沿为例,高度10cm,不仅可以实现0.35m-15m的近场探测,还能够在0.35m处达到30行点云的超高分辨率的探测效果。

*后,侧向激光雷达还可以安装在顶部位置,在实现相邻车道目标物的感知功能外,还可以通过感知道路周边静态标识物,获得准确的相对位置信息,与高精地图结合,实现车道级精准定位。

亮道智能方面透露,LDSense Satellite雷达将会在今年的北京车展发布产品参数,计划在2023年下半年SOP。

车云小结:

激光雷达的数量和安装位置受到多重因素的共同影响,目前各家主机厂都有自己的想法,很难找到十全十美的方案。

单纯的激光雷达数量和位置之争意义不大,正如何小鹏所言,硬件配置实际上只代表一种潜力的可能性,*终要考虑安全、成本、场景和能力的平衡。

但是,争论对整个自动驾驶行业来说也不是一件坏事,大家可以相互切磋,共同进步。