侧向补盲加入战局,激光雷达布置有何考究?

  • 发表于: 2022/05/30 11:16:59 来源:车云网

激光雷达的布置受到多重因素的影响

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首款概念车的车前盖、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唯一问题在于造型,因为太像机动战士-高达了。

c1bff97c59ac897a75e7d4beac48522.jpg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(极端情况)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。

11a7276e631d5b9b4bbbf8c441ae0f2.jpg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最好的。

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,最少1颗激光雷达,最多的已经把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。image.png

最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。

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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。

16474839529972.jpg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。首先,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,何小鹏说他们最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。c278f6791422aa6cc78cb7aa511be72.jpg

小鹏P5是国内首款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颗激光雷达首先在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。

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集度的这种方案最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最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。极狐阿尔法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,当时号称全球唯一实现激光雷达360°全视角覆盖,车顶一颗,车尾一颗,车头两侧各一颗。

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此后,路特斯的首款纯电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,车辆感知对近距离⼤视场⻆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首款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。

首先,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。

image.png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,极大提高响应速度,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。

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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。

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最后,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,最终要考虑安全、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。


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