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汽車製造

第二代激光雷達全球首發,自動駕駛技術市場之爭逐漸明晰?

星之球科技 來源:公道汽車2021-07-28 我要評論(0 )   

新能源車行業(ye) 的智能化競爭(zheng) 愈發激烈,自動駕駛更是成為(wei) 各大車企科技比拚的焦點。近日,廣汽埃安就宣布:將在旗下SUV車型AION LX上實現第二代智能可變焦激光雷達的全球首...

新能源車行業(ye) 的智能化競爭(zheng) 愈發激烈,自動駕駛更是成為(wei) 各大車企科技比拚的焦點。近日,廣汽埃安就宣布:將在旗下SUV車型AION LX上實現第二代智能可變焦激光雷達的全球首發應用,與(yu) 此同時,以特斯拉為(wei) 代表的部分廠商還依然堅持純視覺的路線,對激光雷達說“NO”,卻也已經實現了一定程度的自動駕駛水平。我們(men) 不禁疑惑:自動駕駛的未來一定是激光雷達嗎?搭載激光雷達的意義(yi) 究竟在哪裏呢?


視覺派VS雷達派,究竟誰能勝出?

眾(zhong) 所周知,實現自動駕駛需要解決(jue) 三個(ge) 核心問題:“我在哪?我要去哪?我該如何去?”而這套自動駕駛核心技術體(ti) 係可簡單概括為(wei) “感知、決(jue) 策、執行”。在自動駕駛最重要的第一步——感知層麵,目前分為(wei) “兩(liang) 大門派”:純視覺派和雷達派。

兩(liang) 者主要區別就是收集路況數據的傳(chuan) 感器不一樣,純視覺派的唯一“眼睛”是攝像頭。馬斯克認為(wei) ,既然人類可以通過視覺收集信息+大腦處理信息的方式進行駕駛,自動駕駛技術也可以。但說歸說,純視覺係統目前存在很多技術障礙,如測距不準、逆光時會(hui) 嚴(yan) 重失真等。特斯拉很多起由自動駕駛係統引發的事故,就是由攝像頭感知局限所造成的。例如,在一起事故中,特斯拉車型就沒有識別到馬路中間白色的卡車而直接撞了上去,這也成為(wei) 很多人談“視覺派”自動駕駛而“色變”的原因。


既然單純用攝像頭存在問題,那利用雷達來彌補純視覺缺陷的“雷達派”就出現了。他們(men) 選擇把激光雷達當作主要“眼睛”之一,再配合攝像頭,綜合判斷障礙物的距離和視覺細節。如在碎石路上,前車蹦起一塊小石子彈向後車,雷達可以實時判斷小石子飛行速度和位置。同時,激光雷達不受光照影響,即使在漆黑的夜裏也能保持精準探知。而第二代智能可變焦激光雷達的出現則更讓人驚喜,它可以構造出三維立體(ti) 圖像,完美解決(jue) 視線逆光、凹凸路麵、錐桶或小球等極端場景,還有不規則物體(ti) 的識別難題,大幅降低自動駕駛接管率的同時,全麵提升安全性,這就比純視覺靠譜了許多。業(ye) 內(nei) 人士普遍認為(wei) ,在這場“路線之爭(zheng) ”中,激光雷達的贏麵或許要更大。

“智能可變焦”才能滿足不同場景的自動駕駛需求

事實上,激光問世後的第二年,即1961年,科學家就提出了激光雷達的設想。自20 世紀70 年代末以來,激光雷達就開始用於(yu) 坦克、火炮、艦艇和飛機的火控係統,尤其是激光自動跟蹤雷達,以其精確測距、精確測速、精確跟蹤的優(you) 點,在軍(jun) 事領域廣受青睞,隻是由於(yu) 成本高昂而遲遲沒有普及民用。


近年來,隨著激光雷達技術飛速發展,成本逐步降低,才開始被汽車廠商發掘。目前已有車企開始嚐試應用激光雷達,但均未實現量產(chan) ,究其原因或與(yu) 采用的第一代機械式激光雷達技術不成熟有關(guan) 。

第一代激光雷達多為(wei) 一維掃描架構,刷新幀率和分辨率固定不可變,但不同的自動駕駛場景往往對刷新幀率和分辨率有著不同的需求。


(第一代激光雷達,分辨率和刷新幀率固定)

比如,高速自動駕駛場景,行駛速度快、車距較遠,更需要關(guan) 注遠處的行駛車輛以及三角警示標、雪糕筒、掉落的輪胎、掉落的樹枝等障礙物。相對而言,分布在地麵和天空等非重要區域過高分辨率則成為(wei) 了算力的負擔。而第一代激光雷達分辨率固定,且無法隻關(guan) 注目標區域,一方麵對自動駕駛芯片算力需求大,另一方麵會(hui) 降低目標區域的分辨率。


第二代智能可變焦激光雷達具有智能可變焦功能,0.2°-0.05°智能調控分辨率(主流第一代固定0.2°),相比第一代激光雷達可以看得更遠、看得更清。




(左:第一代固定分辨率; 右:第二代智能調控分辨率)

在高速行駛過程中,可重點關(guan) 注目標區域,將目標區域分辨率由0.2°動態提升至0.1°(甚至更高),意味著車輛的識別距離由120-150米提升到180-200米,對靜態小型障礙物的檢測距離由85米提升到160米,對於(yu) 駕駛時速120km/h行駛的智能駕駛車輛而言,這是從(cong) 安全製動距離到舒適製動/變道距離的質變,將為(wei) 用戶乘坐舒適度體(ti) 驗帶來巨大飛躍。


(高速上,智能駕駛車輛以120km/h行駛,0.2°垂直分辨率對障礙物的感知距離僅(jin) 剛好滿足安全製動要求,垂直分辨率提高至0.1°,對障礙物的感知距離能達到舒適製動需求)

而城市自動駕駛場景,加塞並行車輛、穿行的兩(liang) 輪車、行為(wei) 各異的行人、橫向穿梭的車輛等讓路況變得複雜且變化快,障礙物與(yu) 本車距離極近。而在此時,激光雷達刷新幀率越快,越能先識別出路況的變化,越能從(cong) 容應對加塞、鬼探頭等突發狀況。而第一代激光雷達刷新幀率固定且較低,響應較慢,跟車空檔大,很容易就被其它車“插隊”。


第二代智能可變焦激光雷達刷新幀率可變,10-30Hz智能變頻刷新幀率(主流第一代固定在10Hz),擁有比第一代快三倍的響應速度,可以實現毫秒級應變。

在城區左轉場景中,可將刷新幀率由10Hz提升至20Hz(或者更高),假如對向行駛速度30km/h(那麽(me) 差速則60 km/h),10Hz幀率下相鄰幀兩(liang) 車輛位移約2m,而20Hz幀率下約為(wei) 1m,這意味著智能駕駛車輛可以更準確地判斷安全左轉的空檔,減少不必要的原地等待,安全地完成左轉,提高智能駕駛體(ti) 驗。




(左:第一代固定刷新幀率; 右:第二代智能變頻刷新幀率)

除了優(you) 異的性能外,在體(ti) 積和成本方麵也具有絕對的優(you) 勢。第二代智能可變焦激光雷達,是目前全球體(ti) 積最小的激光雷達(45x110x108mm),相對於(yu) 大個(ge) 頭的第一代激光雷達,可無感融入車身,讓顏值不留死角。此外,成本相對於(yu) 第一代也下降了三分之二。

出色的性能+全球最小的體(ti) 積+成本優(you) 勢,讓激光雷達大規模量產(chan) 應用成為(wei) 了必然趨勢。

AION LX量產(chan) 搭載第二代激光雷達,高階自動駕駛正在加速到來

汽車朝智能化方向發展的趨勢已不可逆,眾(zhong) 所周知,高階的自動駕駛需要優(you) 秀的硬件基礎。而廣汽埃安獨有的GEP 2.0純電專(zhuan) 屬平台,集電動車平台、三合一電機、開放式線控平台、電控轉向、冗餘(yu) 製動-ESP hev+ibooster於(yu) 一身,是行業(ye) 公認的接口開放程度、平台穩定性及安全性較高的整車平台。也正是基於(yu) 此平台,2020年廣汽埃安AION LX率先量產(chan) 搭載了ADiGO3.0自動駕駛係統,擁有全球唯一的“毫米波雷達+智能攝像頭+高精地圖”三重感知係統,實現高精地圖全路段全速域脫手自動駕駛,開啟了“L3自動駕駛元年”。此外,百度、文遠智行、小馬智行等自動駕駛公司,明確使用AION LX作為(wei) 高階自動駕駛的原型車。此外,廣汽埃安正在打造L4級自動駕駛能力的AION LX,並開展大規模的示範性運營。在智能車發展的大潮中,AION LX已然成為(wei) 高階自動駕駛的最佳載體(ti) !


如今,隨著第二代智能可變焦激光雷達在AION LX上實現搭載量產(chan) ,三重感知將提升為(wei) 四重感知(智能攝像頭+毫米波雷達+高精地圖+激光雷達),為(wei) 消費者帶來更高階的自動駕駛體(ti) 驗。未來,廣汽埃安還在規劃應用更領先的Flash和FMCW(1550nm)激光雷達技術,進一步提升ADiGO 自動駕駛體(ti) 驗。

在智能汽車時代,自動駕駛已經成為(wei) 一台車的核心和靈魂,也是每家車企的必爭(zheng) 領域。第二代智能可變焦激光雷達在AION LX上的量產(chan) 搭載,帶來的不僅(jin) 僅(jin) 是更加高階的自動駕駛體(ti) 驗,也必將促使整個(ge) 行業(ye) 自動駕駛的加速迭代。

無論是純視覺路線,還是“四重感知”下的融合路線,可看到的是,人類離徹底告別方向盤的時代已經越來越近了!


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