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汽車制造

第二代激光雷達(dá)全球首發(fā),自動(dòng)駕駛技術(shù)市場(chǎng)之爭(zhēng)逐漸明晰?

星之球科技 來源:公道汽車2021-07-28 我要評(píng)論(0 )   

新能源車行業(yè)的智能化競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈,自動(dòng)駕駛更是成為各大車企科技比拼的焦點(diǎn)。近日,廣汽埃安就宣布:將在旗下SUV車型AION LX上實(shí)現(xiàn)第二代智能可變焦激光雷達(dá)的全球首...

新能源車行業(yè)的智能化競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈,自動(dòng)駕駛更是成為各大車企科技比拼的焦點(diǎn)。近日,廣汽埃安就宣布:將在旗下SUV車型AION LX上實(shí)現(xiàn)第二代智能可變焦激光雷達(dá)的全球首發(fā)應(yīng)用,與此同時(shí),以特斯拉為代表的部分廠商還依然堅(jiān)持純視覺的路線,對(duì)激光雷達(dá)說“NO”,卻也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一定程度的自動(dòng)駕駛水平。我們不禁疑惑:自動(dòng)駕駛的未來一定是激光雷達(dá)嗎?搭載激光雷達(dá)的意義究竟在哪里呢?


視覺派VS雷達(dá)派,究竟誰能勝出?

眾所周知,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛需要解決三個(gè)核心問題:“我在哪?我要去哪?我該如何去?”而這套自動(dòng)駕駛核心技術(shù)體系可簡(jiǎn)單概括為“感知、決策、執(zhí)行”。在自動(dòng)駕駛最重要的第一步——感知層面,目前分為“兩大門派”:純視覺派和雷達(dá)派。

兩者主要區(qū)別就是收集路況數(shù)據(jù)的傳感器不一樣,純視覺派的唯一“眼睛”是攝像頭。馬斯克認(rèn)為,既然人類可以通過視覺收集信息+大腦處理信息的方式進(jìn)行駕駛,自動(dòng)駕駛技術(shù)也可以。但說歸說,純視覺系統(tǒng)目前存在很多技術(shù)障礙,如測(cè)距不準(zhǔn)、逆光時(shí)會(huì)嚴(yán)重失真等。特斯拉很多起由自動(dòng)駕駛系統(tǒng)引發(fā)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(shí)別到馬路中間白色的卡車而直接撞了上去,這也成為很多人談“視覺派”自動(dòng)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(dá)來彌補(bǔ)純視覺缺陷的“雷達(dá)派”就出現(xiàn)了。他們選擇把激光雷達(dá)當(dāng)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(xì)節(jié)。如在碎石路上,前車蹦起一塊小石子彈向后車,雷達(dá)可以實(shí)時(shí)判斷小石子飛行速度和位置。同時(shí),激光雷達(dá)不受光照影響,即使在漆黑的夜里也能保持精準(zhǔn)探知。而第二代智能可變焦激光雷達(dá)的出現(xiàn)則更讓人驚喜,它可以構(gòu)造出三維立體圖像,完美解決視線逆光、凹凸路面、錐桶或小球等極端場(chǎng)景,還有不規(guī)則物體的識(shí)別難題,大幅降低自動(dòng)駕駛接管率的同時(shí),全面提升安全性,這就比純視覺靠譜了許多。業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為,在這場(chǎng)“路線之爭(zhēng)”中,激光雷達(dá)的贏面或許要更大。

“智能可變焦”才能滿足不同場(chǎng)景的自動(dòng)駕駛需求

事實(shí)上,激光問世后的第二年,即1961年,科學(xué)家就提出了激光雷達(dá)的設(shè)想。自20 世紀(jì)70 年代末以來,激光雷達(dá)就開始用于坦克、火炮、艦艇和飛機(jī)的火控系統(tǒng),尤其是激光自動(dòng)跟蹤雷達(dá),以其精確測(cè)距、精確測(cè)速、精確跟蹤的優(yōu)點(diǎn),在軍事領(lǐng)域廣受青睞,只是由于成本高昂而遲遲沒有普及民用。


近年來,隨著激光雷達(dá)技術(shù)飛速發(fā)展,成本逐步降低,才開始被汽車廠商發(fā)掘。目前已有車企開始嘗試應(yīng)用激光雷達(dá),但均未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),究其原因或與采用的第一代機(jī)械式激光雷達(dá)技術(shù)不成熟有關(guān)。

第一代激光雷達(dá)多為一維掃描架構(gòu),刷新幀率和分辨率固定不可變,但不同的自動(dòng)駕駛場(chǎng)景往往對(duì)刷新幀率和分辨率有著不同的需求。


(第一代激光雷達(dá),分辨率和刷新幀率固定)

比如,高速自動(dòng)駕駛場(chǎng)景,行駛速度快、車距較遠(yuǎn),更需要關(guān)注遠(yuǎn)處的行駛車輛以及三角警示標(biāo)、雪糕筒、掉落的輪胎、掉落的樹枝等障礙物。相對(duì)而言,分布在地面和天空等非重要區(qū)域過高分辨率則成為了算力的負(fù)擔(dān)。而第一代激光雷達(dá)分辨率固定,且無法只關(guān)注目標(biāo)區(qū)域,一方面對(duì)自動(dòng)駕駛芯片算力需求大,另一方面會(huì)降低目標(biāo)區(qū)域的分辨率。


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




(左:第一代固定分辨率; 右:第二代智能調(diào)控分辨率)

在高速行駛過程中,可重點(diǎn)關(guān)注目標(biāo)區(qū)域,將目標(biāo)區(qū)域分辨率由0.2°動(dòng)態(tài)提升至0.1°(甚至更高),意味著車輛的識(shí)別距離由120-150米提升到180-200米,對(duì)靜態(tài)小型障礙物的檢測(cè)距離由85米提升到160米,對(duì)于駕駛時(shí)速120km/h行駛的智能駕駛車輛而言,這是從安全制動(dòng)距離到舒適制動(dòng)/變道距離的質(zhì)變,將為用戶乘坐舒適度體驗(yàn)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(duì)障礙物的感知距離僅剛好滿足安全制動(dòng)要求,垂直分辨率提高至0.1°,對(duì)障礙物的感知距離能達(dá)到舒適制動(dòng)需求)

而城市自動(dòng)駕駛場(chǎng)景,加塞并行車輛、穿行的兩輪車、行為各異的行人、橫向穿梭的車輛等讓路況變得復(fù)雜且變化快,障礙物與本車距離極近。而在此時(shí),激光雷達(dá)刷新幀率越快,越能先識(shí)別出路況的變化,越能從容應(yīng)對(duì)加塞、鬼探頭等突發(fā)狀況。而第一代激光雷達(dá)刷新幀率固定且較低,響應(yīng)較慢,跟車空檔大,很容易就被其它車“插隊(duì)”。


第二代智能可變焦激光雷達(dá)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(yīng)速度,可以實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)應(yīng)變。

在城區(qū)左轉(zhuǎn)場(chǎng)景中,可將刷新幀率由10Hz提升至20Hz(或者更高),假如對(duì)向行駛速度30km/h(那么差速則60 km/h),10Hz幀率下相鄰幀兩車輛位移約2m,而20Hz幀率下約為1m,這意味著智能駕駛車輛可以更準(zhǔn)確地判斷安全左轉(zhuǎn)的空檔,減少不必要的原地等待,安全地完成左轉(zhuǎn),提高智能駕駛體驗(yàn)。




(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(yōu)異的性能外,在體積和成本方面也具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。第二代智能可變焦激光雷達(dá),是目前全球體積最小的激光雷達(dá)(45x110x108mm),相對(duì)于大個(gè)頭的第一代激光雷達(dá),可無感融入車身,讓顏值不留死角。此外,成本相對(duì)于第一代也下降了三分之二。

出色的性能+全球最小的體積+成本優(yōu)勢(shì),讓激光雷達(dá)大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用成為了必然趨勢(shì)。

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

汽車朝智能化方向發(fā)展的趨勢(shì)已不可逆,眾所周知,高階的自動(dòng)駕駛需要優(yōu)秀的硬件基礎(chǔ)。而廣汽埃安獨(dú)有的GEP 2.0純電專屬平臺(tái),集電動(dòng)車平臺(tái)、三合一電機(jī)、開放式線控平臺(tái)、電控轉(zhuǎn)向、冗余制動(dòng)-ESP hev+ibooster于一身,是行業(yè)公認(rèn)的接口開放程度、平臺(tái)穩(wěn)定性及安全性較高的整車平臺(tái)。也正是基于此平臺(tái),2020年廣汽埃安AION LX率先量產(chǎn)搭載了ADiGO3.0自動(dòng)駕駛系統(tǒng),擁有全球唯一的“毫米波雷達(dá)+智能攝像頭+高精地圖”三重感知系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)高精地圖全路段全速域脫手自動(dòng)駕駛,開啟了“L3自動(dòng)駕駛元年”。此外,百度、文遠(yuǎn)智行、小馬智行等自動(dòng)駕駛公司,明確使用AION LX作為高階自動(dòng)駕駛的原型車。此外,廣汽埃安正在打造L4級(jí)自動(dòng)駕駛能力的AION LX,并開展大規(guī)模的示范性運(yùn)營(yíng)。在智能車發(fā)展的大潮中,AION LX已然成為高階自動(dòng)駕駛的最佳載體!


如今,隨著第二代智能可變焦激光雷達(dá)在AION LX上實(shí)現(xiàn)搭載量產(chǎn),三重感知將提升為四重感知(智能攝像頭+毫米波雷達(dá)+高精地圖+激光雷達(dá)),為消費(fèi)者帶來更高階的自動(dòng)駕駛體驗(yàn)。未來,廣汽埃安還在規(guī)劃應(yīng)用更領(lǐng)先的Flash和FMCW(1550nm)激光雷達(dá)技術(shù),進(jìn)一步提升ADiGO 自動(dòng)駕駛體驗(yàn)。

在智能汽車時(shí)代,自動(dòng)駕駛已經(jīng)成為一臺(tái)車的核心和靈魂,也是每家車企的必爭(zhēng)領(lǐng)域。第二代智能可變焦激光雷達(dá)在AION LX上的量產(chǎn)搭載,帶來的不僅僅是更加高階的自動(dòng)駕駛體驗(yàn),也必將促使整個(gè)行業(yè)自動(dòng)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(shí)代已經(jīng)越來越近了!


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