激光雷達怎么做配置,側向激光雷達有什么用?

參加亮道智能的產品溝通會,聊了不少他們的新產品的信息,在整個激光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,通過激光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。而且這個側向激光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,通過更優性價比的激光雷達產品來提升多種自動駕駛輔助功能的安全與體驗,可能是激光雷達快速上車的最優的發展路徑。

激光雷達如果參考毫米波雷達的布置方式,主要在側后方變道場景和泊車場景最為有用。


激光雷達怎么做配置,側向激光雷達有什么用?的圖1

▲表1.亮道給出的特性評價表



激光雷達怎么做配置,側向激光雷達有什么用?的圖2

Part 1

低矮物體的識別


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


目前主要的主流意見是把激光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傳感器。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,對于激光雷達的視野會更好(可越過前車檢測到更前面的車),并且車頂位置較高,在行駛過程中不易被沙石噴濺,且不易受到碰撞危險。考慮硬件成本、防污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。


激光雷達怎么做配置,側向激光雷達有什么用?的圖3

▲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,通行場景復雜多變,對于城區智能駕駛提出了更高挑戰。在安裝于車頂的前向長距激光雷達,主要考慮覆蓋的范圍,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,是存在較大范圍的近場盲區,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。


激光雷達怎么做配置,側向激光雷達有什么用?的圖4

▲圖2.檢測的目標


因此通過側邊的配置,垂直視場角不低于75°的側向激光雷達可以與前向激光雷達的近場盲區進行點云互補,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行點云的超高分辨率的探測效果。


這里對于側向補盲的激光雷達的垂直視場角提出了更高的要求,看目前上車的一些激光雷達布設方案,安裝在側向的激光雷達垂直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,激光雷達的安裝高度(Height1),前引擎蓋的高度(Height2),激光雷達所能調整的向下傾斜俯仰角②。受限于LiDAR的俯仰角的大小限制,②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



激光雷達怎么做配置,側向激光雷達有什么用?的圖6

Part 2

多顆激光雷達的配置


如上所說的,當一顆激光雷達沒辦法讓City Pilot的感知死角被滿足,那就只能加錢,選擇多顆激光雷達的組合配置方案。目前多激光雷達方案之一是放置在前方左中右,將三顆激光雷達安放在車前方的保險杠和車前格柵處,應用于前方碰撞預警、自動緊急制動和自適應巡航功能。組合后的水平FOV會更大,對于頭頂式一顆激光雷達無法覆蓋的十字路口場景盲區也能進行有效探測。把激光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、水的飛濺和污染,甚至破壞的風險。一旦發生碰撞和損壞,更換成本會很高(激光雷達數量越多,硬件成本也會越高)。


激光雷達怎么做配置,側向激光雷達有什么用?的圖7

▲圖4激光雷達的3個布置


激光雷達還可以像小鵬P5安裝方式是在前方左右兩側,兩顆激光雷達裝于前側左右保險杠處,還需要注意兩邊激光雷達的角度布置,解決近距離盲區和十字路口AEB工況的問題。激光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

表面防污

設備干涉

盡可能小的盲區

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,并兼顧激光雷達的位置選定。而激光雷達的布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。


激光雷達怎么做配置,側向激光雷達有什么用?的圖8

▲圖5.激光雷達也要卷


小結:隨著激光雷達的成本下降和用量快速上揚,這一波感知方向傳感器的探索還是確定在快速增長的。

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