鐳射雷達怎麼做配置,側向鐳射雷達有什麼用?

參加亮道智慧的產品溝通會,聊了不少他們的新產品的資訊,在整個鐳射雷達賽道競爭很激烈的格局下,亮道推了一個很有意思的方向。它的特點可以簡述為,在現有的感知體系下,透過鐳射雷達的特性來彌補感知的不足,來提高城市道路City Pilot的感知特性。而且這個側向鐳射雷達版本主要關注就是城市道路上各種低矮和奇怪的物體,能夠解決很多特殊的問題。傳統整車企業,還是圍繞自動駕駛輔助不同分組功能來做的,在L3功能沒有突破之前,透過更優價效比的鐳射雷達產品來提升多種自動駕駛輔助功能的安全與體驗,可能是鐳射雷達快速上車的最優的發展路徑。

鐳射雷達如果參考毫米波雷達的佈置方式,主要在側後方變道場景和泊車場景最為有用。

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▲表1。亮道給出的特性評價表

Part 1

低矮物體的識別

目前在L3還沒上的過程中,新勢力在當前鐳射雷達配置,主要考慮是解決感知漏洞問題。

目前主要的主流意見是把鐳射雷達安裝在車頂正前方,例如理想L9、

蔚來ET7

。其實現的功能為前方碰撞預警、自動緊急制動、自適應巡航以及作為高階自動駕駛功能的目標探測感測器。裝車頂的時候會考慮FOV下邊緣跟車頂蓋的位置,所以根據車型的不同一般會有下傾幾度的適配。安裝的位置越高,對於鐳射雷達的視野會更好(可越過前車檢測到更前面的車),並且車頂位置較高,在行駛過程中不易被沙石噴濺,且不易受到碰撞危險。考慮硬體成本、防汙和碰撞維修成本等方面優勢明顯,而且我們看到配合攝像頭使用。

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▲圖1。車頂的配置和實際效果

在城區道路行駛,行人、兩輪車和穿梭變道的車輛混流,通行場景複雜多變,對於城區智慧駕駛提出了更高挑戰。在安裝於車頂的前向長距鐳射雷達,主要考慮覆蓋的範圍,但是在探測時,如果要考慮城市路況,人車接觸比較近的時候,是存在較大範圍的近場盲區,特別是考慮中國的特殊的物體檢測;在道路上高度30-50cm的寵物貓和寵物狗,在你停車的時候往你的死角跑,在你右轉的時候是特別難受的。

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▲圖2。檢測的目標

因此透過側邊的配置,垂直視場角不低於75°的側向鐳射雷達可以與前向鐳射雷達的近場盲區進行點雲互補,能夠實現低矮物體比如馬路邊沿、減速帶等目標物,以及相鄰車道線的探測。通常馬路邊沿高度10cm,可實現0。35m-15m的近場探測,還能夠在0。35m處達到30行點雲的超高解析度的探測效果。

這裡對於側向補盲的鐳射雷達的垂直視場角提出了更高的要求,看目前上車的一些鐳射雷達佈設方案,安裝在側向的鐳射雷達垂直FOV還是在25°,亮道的這款產品主打的就是超過75°的垂直視場角,是差異化的一個產品定位。

感知盲區的大小由幾個因素構成,鐳射雷達的安裝高度(Height1),前引擎蓋的高度(Height2),鐳射雷達所能調整的向下傾斜俯仰角。受限於LiDAR的俯仰角的大小限制,的數值無法任意變大,不然會影響前方探測的距離。

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▲圖3。盲區的大小

Part 2

多顆鐳射雷達的配置

如上所說的,當一顆鐳射雷達沒辦法讓City Pilot的感知死角被滿足,那就只能加錢,選擇多顆鐳射雷達的組合配置方案。目前多鐳射雷達方案之一是放置在前方左中右,將三顆鐳射雷達安放在車前方的保險槓和車前格柵處,應用於前方碰撞預警、自動緊急制動和自適應巡航功能。組合後的水平FOV會更大,對於頭頂式一顆鐳射雷達無法覆蓋的十字路口場景盲區也能進行有效探測。把鐳射雷達配置在前方位置在外觀設計和散熱方面的難度會低很多。但因其位置偏低,存在著容易受到地面沙石、水的飛濺和汙染,甚至破壞的風險。一旦發生碰撞和損壞,更換成本會很高(鐳射雷達數量越多,硬體成本也會越高)。

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▲圖4鐳射雷達的3個佈置

鐳射雷達還可以像小鵬P5安裝方式是在前方左右兩側,兩顆鐳射雷達裝於前側左右保險槓處,還需要注意兩邊鐳射雷達的角度佈置,解決近距離盲區和十字路口AEB工況的問題。鐳射雷達的安裝位置需要考慮到以下幾個方面:

外觀:牛角確實不太好看

散熱

碰撞保護

表面防汙

裝置干涉

儘可能小的盲區

成本

從我們來看,一款好的產品需要考慮車身ID設計、車身外觀和功能定義,併兼顧鐳射雷達的位置選定。而鐳射雷達的佈設方案設計的出發點,應該是是否滿足功能場景的需求與工程落地之間的平衡點。

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▲圖5。鐳射雷達也要卷

小結:隨著鐳射雷達的成本下降和用量快速上揚,這一波感知方向感測器的探索還是確定在快速增長的。