抢摄像头饭碗?速腾聚创推出激光雷达“变焦”功能

幽朋 2021-07-06 15:01:24

众所周知,变焦是摄影器材中常见的一种技术,通过一支可以改变焦距的镜头,摄影师可以轻松实现长短距离的拍摄,避免了携带长枪短炮的负担。现如今,这种技术在激光雷达中也实现了应用。


抢摄像头饭碗?速腾聚创推出激光雷达“变焦”功能


近日,国产激光雷达厂商速腾聚创(RoboSense)公开了旗下车规级激光雷达M1的新功能,即硬件上的智能“凝视GAZE”功能,与软件上的智能目标级感知功能,可以让激光雷达实现类似摄像头的变焦技术。据悉,速腾聚创已经与定点客户共同完成“凝视”功能的批量样机验证,6月份以来,“凝视”功能将在新版RS-LiDAR-M1中正式上线。


激光雷达如何实现“变焦”?


激光雷达是一种集激光、GPS全球定位和惯性测量装置于一体的系统,具有分辨率高、抗干扰能力强等优势,早期被用在军事和民用地理测绘等领域。现如今,激光雷达成为了汽车实现智能驾驶功能的重要传感器,用来提高车辆对于周围环境感知的准确度。


传统的激光雷达采用的扫描方式是一维电机扫描架构,在这种架构下,激光收发单元在出厂前被完全固定,从而导致扫描线束分布和最高帧率会在出厂的时候就被固定。


据了解,速腾聚创采用自研的二维MEMS智能扫描芯片,可以任意改变横向和纵向的扫描速度从而改变扫描形态,且在收到指令后的下一帧即可完成切换。这让激光雷达从粗放的线数概念,到精准的ROI区域分辨率,也实现了激光雷达从锁死的固定帧率,到灵活的实时可调帧率。


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智能驾驶关注的远距离障碍物都分布在激光雷达视场中间ROI(Region of Interest)区域内,所以真正需要提高的是激光雷达对远距离障碍物感知能力,核心重点是提升中间ROI区域的分辨率。


一维机械式扫描方案通过将固定激光元器件在中间区域加密堆叠,在视场中获得固定角度、固定分辨率的ROI区域。而二维MEMS智能扫描的线数分布可以任意变换,激光雷达可基于不同驾驶场景自由调节ROI区域的角度范围、分辨率大小。


速腾聚创的M1“凝视”功能可以动态调整ROI区域,同时可以动态调整分辨率,将ROI区域内分辨率翻倍再翻倍达到等效于一维扫描数百上千线的感知能力。双重动态调整功能自由配置,可以避免算力资源浪费。


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此外,在不同驾驶场景下,智能驾驶系统对环境感知帧率有不同的需求。一维扫描方案无法在工作状态下改变帧率,帧率锁定在开机时选择的档位,无法跟随感知系统帧率(包括摄像头帧率)调整而变化,不但不能提供更场景化的环境数据,同时导致多传感器融合过程中帧数难以对齐的同步困难。


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而二维MEMS智能扫描方案可以在激光雷达工作状态下动态提升或降低帧率,且帧率数值可取连续值,不限档位。这让激光雷达的帧率可以随驾驶场景及感知系统帧率需求而改变,亦可与摄像头帧率等比关联匹配,保持同步触发。


激光雷达“变焦”有何作用?


在智能驾驶中,车辆需要面对各种不同的驾驶场景,如高速公路、街道路口和拥堵路段等,这就要求要求激光雷达感知能⼒需要适应不同的路况下环境感知的重点,“变焦”功能解决的就是这方面的问题。


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在高速公路上,智能驾驶系统实现HWP(Highway Pilot)功能,需要获得对障碍物的更远有效检测距离。开启“凝视”的M1 视场中间ROI区域垂直分辨率可以由0.2°动态提升⾄0.1°(甚至更高分辨率),障碍物点云成像密度翻倍,对前⽅⼩物体⾼度准确测量,帮助规划层可结合⻋轮与底盘⾼度判断通过性。


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同时,垂直分辨率由0.2°到0.1°的提升,意味着感知算法对⻋辆的识别距离由120-150⽶提升到180- 200 ⽶,对静态⼩型障碍物的检测距离由85 ⽶提升到160 ⽶,对于驾驶时速120km/h ⾏驶的智能驾驶⻋辆⽽⾔,带来了从安全制动距离到舒适制动、变道距离的质变。


抢摄像头饭碗?速腾聚创推出激光雷达“变焦”功能


在城区拥堵时,开启TJP(Traffic Jam Pilot)功能,需要激光雷达拥有更小的盲区(M1最小盲区可达0.3米),及高帧率数据,以帮助快速响应环境的变化。M1的“凝视”功能,可以让帧率从10Hz瞬间提升到20Hz(甚至更高),“快人一步”完成TJP跟车功能,防止加塞和避免刮蹭。


假如在拥堵路况下,两辆搭载激光雷达并行的智能驾驶车辆都开启了TJP功能,仅有普通10Hz帧率激光雷达的车辆由于响应慢,跟车空档大,很轻易被激光雷达帧率提升到20Hz的车辆Cut In。


在左转场景中,对向行驶速度30km/h(差速60 km/h),10Hz帧率下相邻帧两车辆位移约2m,而20Hz帧率下约为1m,这意味着智能驾驶车辆可以更准确地判断安全左转的空档,减少不必要的原地等待,安全地完成保护左转。


抢摄像头饭碗?速腾聚创推出激光雷达“变焦”功能


车云小结:


2020年被称为激光雷达量产“元年”,速腾聚创的RS-LiDAR-M1自去年7月以来已经获得大量车企定点车型订单,覆盖了从超跑到家用车,从乘用车到商用车的各种车型。速腾聚创通过“硬件智能+软件智能”的方式,提升激光雷达感知能力和效率,缩短系统开发周期,“变焦”功能就是这样升级而来。


值得关注的是,在自动驾驶的路线选择上有两个泾渭分明的两个派系,一派是以特斯拉为代表的纯视觉派,坚决不用激光雷达;而另一派则是倡导使用包括激光雷达在内的多种传感器的融合感知方案。就目前情况来看,后者的拥簇者更多,国内多款搭载激光雷达的车型即将量产上市。


来源:车云网

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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