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激光雷达争相量产上车 如何做到成本与性能平衡

雨潇生 2021-07-29 15:22:34

在最近一年当中,随着智能驾驶的进步,激光雷达量产上车已成为确定性的趋势,带有激光雷达的高阶智能驾驶系统已成为各家车企在旗舰车型上的重要配置和卖点。事实上,自动驾驶从 L2 级过渡到 L3 级的过程中,激光雷达起到了非常重要的作用。


上个月,中金公司发布报告,认为 L3 级自动驾驶已到量产前夜。按照通行的标准,驾驶 L3 这种等级的车辆,司机只需要在系统提示的时候接管车辆掌控权或者完成判断,而正常加减速、转弯等操作基本可以交给系统来处理。


L3 的主要升级在于实时监测环境并做出反应,其主要难点是车辆的感知能力是否能达到要求。这一过渡需要解决的问题是,机器如何代替人进行车辆周边环境的感知,特别是在极端环境下仍然可以做到可靠感知,并确保行车安全。因此,可以进行高精度识别的激光雷达成为了这个级别车辆的重要组成部分。


激光雷达是一种用于精确获得目标三维位置信息(距离,方位,高度)和运动状态的传感器,可实现对目标检测、跟踪分类。


按有无机械旋转部件分为机械和固态激光雷达。机械激光雷达由光电二极管、 MEMS 发射镜、激光发射接收装置等组成,其中机械旋转部件是指可 360 ° 控制激光发射角度的 MEMS 发射镜。固态激光雷达是通过光学相控阵列(不用机械转动)、光子集成电路以及远场辐射方向图等电子部件代替旋转部件实现发射激光角度的调整。


由于激光雷达在分辨率、抗干扰能力、获取信息量、全天时工作能力有显著竞争优势,因此一般认为高阶自动驾驶车辆必备激光雷达。


据了解,目前的广汽埃安 ADiGO 自动驾驶系统已经搭载 RoboSense ( 速腾聚创 ) 第二代智能固态激光雷达,并即将在 AION LX 等多款车型上实现量产。实际的交付时间很可能是今年年底或者明年年初。


激光雷达争相量产上车 如何做到成本与性能平衡


ADiGO 是广汽面向量产车开发的自动驾驶系统,目前广汽多款量产车型已搭载该系统。据悉,AION LX 和 AION V 所搭载的 ADiGO3.0 版本可通过三重感知系统在高速公路和城市快速路场景实现 L3 级自动驾驶功能。此外,速腾聚创的激光雷达也将会在美国 Lucid 豪华电动车和中国赢彻科技的 L3 级重卡车型上量产。


速腾聚创的第二代智能固态激光雷达采用二维 MEMS 智能芯片扫描架构,拥有智能 " 凝视 " 功能,可以根据驾驶场景调节扫描方式,提升激光雷达感知能力,帮助增强自动驾驶性能,提高驾乘体验。


第二代智能固态激光雷达的加入,赋予 ADiGO 自动驾驶系统更强大的第四重感知能力。同时,激光雷达主动高精度三维感知的特性,让 ADiGO 系统实现全天候感知冗余,获得可靠的感知信息,保障驾驶安全。


激光雷达争相量产上车 如何做到成本与性能平衡


独特的智能 " 凝视 " 功能,帮助 ADiGO 系统在各场景路况实现驾乘体验从安全到舒适的飞跃。


在高速场景,智能 " 凝视 " 动态提高 ROI 区域垂直分辨率,让 ADiGO 系统更早发现远处障碍物,提升在高速公路和城市快速路的自动驾驶体验。


在城区场景,智能 " 凝视 " 动态提高刷新帧率,帮助 ADiGO 系统更快响应周围车辆、电动车、行人等障碍物的动态变化,提升城区街道自动驾驶体验。


性能和成本如何做到平衡?


在满足以上性能要求后,激光雷达上车还有两道门槛,分别是成本和车规。在美国,车规级产品需要通过两项认证,一项是 AEC-Q100 认证,另一项是 IATF ( 国际汽车推动小组 ) 发布的 16949 认证。


当前,一套 Autopilot 类系统的售价从人民币 2 万多元到 6 万多元不等。假定激光雷达的成本按照自动驾驶系统的 1/3-1/4 售价来进行配置,则激光雷达可接受的成本范围大概在人民币几千元到 1 万元。


此外,激光雷达有类似计算机芯片的摩尔定律:每 18 个月,激光雷达传感器分辨率翻倍价格下降一半。几家雷达巨头均表示,大规模量产的情况下,报价可以降低至数百美元。Quanergy 的 " 固态 " 激光雷达 S3 的目标量产成本为 250 美元,其透露如果订货量在 1 万台,每台成本有望控制在 100 美元以下。


因此,得益于技术的革新,第二代智能激光雷达可以有效控制硬件成本,让更多消费者获得自动驾驶的更安全更舒适的体验,实现真正的科技平权。同时,固态激光雷达取消机械结构,发射接收器的大幅度减少,扫描结构的微型化,提高了雷达的稳定性。


哪些车型在用激光雷达?


除了广汽埃安 ADiGO 自动驾驶系统已经准备搭载速腾聚创 ) 第二代智能固态激光雷达外,国内也有不少车企提出搭载激光雷达的新车计划。蔚来 ET7 的激光雷达供应商是图达通,小鹏 P5 采用的是大疆提供的激光雷达。此外,理想、极狐、长城、上汽智己和上汽 R 汽车都已经明确将量产搭载激光雷达的车型。


不久前举行的 2021 世界人工智能大会上,包括智能驾驶科技公司、智能汽车制造商在内的等众多科技企业共同亮相,展示了智能驾驶领域最新的技术。其中,嬴彻展台上首次展示了轩辕自动驾驶系统全套车规级硬件套装,包括速腾聚创提供的长距激光雷达 M1 在内的所有零部件。而行深智行 L4 无人驾驶配送车方案则搭载三颗速腾聚创激光雷达,采用多源融合感知定位技术,保障了无人车的精准定位和配送。


激光雷达争相量产上车 如何做到成本与性能平衡


长距离激光雷达 M1 部署于赢彻重卡挡风玻璃上方(图片来自网络)


激光雷达对于自动驾驶的重要性


奥迪 A8 是全球第一款量产 L3 级别自动驾驶车型。可实现时速 60km/h 以下,车辆的完全自动驾驶。低于 60km/h 时,Traffic Jam Pilot 就可以开启,驾驶者完全放手离开方向盘,让汽车自动驾驶。


激光雷达争相量产上车 如何做到成本与性能平衡


奥迪 A8 使用 1 个激光雷达,5 个毫米波雷达,12 个超声波雷达,可实现时速 60km/h 以下的自动操控和全自动泊车。雷诺 SYMBIOZ 使用了 3 个激光雷达,若干个毫米波雷达,若干超声波雷达,可实现基本不需要驾驶员干预的自动驾驶。而谷歌 waymo 概念车则采用了 4 个激光雷达,4 个毫米波雷达,若干超声波雷达,做到了完全的无人驾驶。可见,激光雷达的上车数量对于自动驾驶的能力有着显著的作用。


目前,除了特斯拉坚持视觉方案之外,无论是自主品牌车企、造车新势力还是合资车企,主流的汽车厂商已经充分认可了实现高阶自动驾驶必须要有激光雷达的观点。越来越多的车企也正在逐步将激光雷达上车,实现从 L2 级别自动驾驶向 L3 级别自动驾驶的跨越。随着更多车企的加入和更多激光雷达的上车,其成本自然而然做到了大幅度地降低,从而形成了良性的循环。


来源:苏雨农的长镜头

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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