智駕網 2022-04-26 15:25
激光雷達到底應該裝在哪兒?
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集度的雙激光雷達方案引發熱議。那么,激光雷達到底應該裝在哪里?不同位置對其性能又有怎樣的影響?

集度汽車機器人的雙激光雷達方案一經公布,便引發了一場熱議。


激光雷達到底應該裝在哪里?這一看似瑣碎的問題引得各位大佬親自下場,李想、何小鵬和集度CEO夏一平紛紛發表見解。


在集度之前,大部分車載激光雷達都是裝在車頂或前保險杠的位置。車前蓋上裝兩個可伸縮的激光雷達可以說是極具開創性的方案。


而考慮到實用性,這個方案到底怎么樣?


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——01——

理想與集度方案


集度對于其雙激光雷達方案的描述是:不僅特色鮮明,外觀非常加分,且其雙激光雷達的配置也顯示出安全優勢。


首先,雙激光雷達的點云視場更廣、更安全,相比單雷達設計的120度FOV,車頭雙雷達可實現水平180度的FOV覆蓋。


在“鬼探頭”、左右有遮擋物等行車場景中,對左右橫穿行人或障礙物的識別能力更強。


其次,是對車輛重點區域的識別更精準,在車輛正前方60度FOV的區域內,雙激光雷達可做到加倍重疊,目標物上的點云數據更多,識別準確率更高。


第三,在高階自動駕駛的冗余安全方面,雙激光雷達可互為安全冗余,比單激光雷達方案的可靠性更強。


李想幾乎是在第一時間發表評論:


“在車頂上放一個,和在機蓋或保險杠放兩個,性能上沒有任何區別,甚至頭頂的單顆性能會更好。但是,在行人碰撞、維修成本和震動控制(鏈接主車體)上,都是車頂是最優的。唯一的問題是,車頂激光雷達的造型會需要適應,因為太像機動戰士-高達了?!?/p>


當然,我們知道,李想自家的理想L9就是用的車頂激光雷達方案。


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第二天,夏一平也馬上回應:


“還是有差別的,120度的FOV和180度的FOV還是不一樣的,解決的corner case也不一樣,所以在產品的能力上和體驗上甚至是安全性還是有差別的?!?/p>


對于這些優勢,李想大概也是認可的。但同時他也認為,集度在量產時應該不會把激光雷達放在車前蓋上,因為過不了最新的行人碰撞法規。


據集度營銷增長負責人張伽豪在媒體溝通會上表示,目前公布的激光雷達方案是在車前蓋上左右對稱安裝兩個激光雷達,且其是可以升降的,不用時可以收縮。


這是集度概念車的方案。也就是說,并不排除后續量產時改變安裝方式的可能。


——02——

不同安裝位置對覆蓋面的影響


到底是車前蓋上兩顆的方案好還是車頂一顆的方案好?


目前來看,兩種方案各有優缺點。


智駕網咨詢了激光雷達系統量產解決方案供應商亮道智能,其測試過國內外多款不同路線的激光雷達,并對激光雷達的量產有著深入的理解。


亮道智能認為,安裝高度的不同對于目標檢測來說是有差異化的,越高地面線的盲區越大。但同時,其視野也會更好,比如說可以越過前車檢測到前前車。


一般來說,裝車頂需要考慮到視場角(FOV)下邊緣跟車頂蓋的位置,所以根據車型的不同通常會有下傾幾度的適配。而裝在引擎蓋位置的話,一般引擎蓋比較平,就需要激光雷達往上傾,犧牲掉一部分激光雷達的FOV。


此處影響的主要是激光雷達的垂直FOV。一般垂直FOV較小,以理想和集度使用的禾賽AT128為例,其水平FOV與垂直FOV分別為120度和25.4度。


值得一提的是,由于機械式激光雷達采用的是旋鏡模式,其水平FOV可達360度。


但我們暫且只考慮垂直FOV。智駕君借用速騰聚創的一張圖例來展示激光雷達安裝在不同位置時對垂直視野的影響。


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可以看出,在垂直視場上,激光雷達安裝位置越高,其視野就越遠,但近處的盲區就會相對較大。


因而,從覆蓋面上來說,如果采用的是在車頂安裝一顆前向激光雷達的方案,在車輛四角補充2-4個中短距的激光雷達是比較安全的做法。這也是亮道智能認為比較合理的配置。


當然,這其實也要視車企安裝激光雷達的需求。在考慮性價比的前提下,如果更注重對近處障礙物的識別,則選擇在較低的位置安裝激光雷達能盡量減小近處的盲區。


比如奔馳具備L3級自動駕駛輔助功能的EQS。由于其要實現的L3級自動駕駛能力是在高速擁堵,車速小于60km/h時的自動駕駛,其搭載的法雷奧第二代SCALA激光雷達裝在前保險杠中間就能很好地達到目的。


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但安裝位置較低時也要考慮到容易被前方遮擋的問題,因而也需要其他傳感器的配合。


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集度安裝在車前蓋上的方案屬于比較居中的位置。在其采用的AT128激光雷達本身具備10%反射率下200米探測距離的前提下,可以得到適中的視野。


而如果是在高速場景下,一般近處障礙物較少,車頂激光雷達就能對遠處有更好的視野。采用這個方案的包括蔚來ET7,包括理想L9。


當然,土豪的話,全方位覆蓋自然是最好的。


而集度雙激光雷達方案的優勢主要體現在水平FOV上。


首先,由于目前上量產車的激光雷達基本以半固態為主,都達不到機械式的360度水平FOV。至于為什么不用機械式,一方面是貴,一方面是丑,然后還嬌貴,具體可參看智駕網此前發表的《激光雷達井噴式上車,這一年發生了什么?》。


理想L9和集度使用的禾賽AT128激光雷達水平FOV為120度。


此時,使用兩個激光雷達的優勢就很明顯了。在水平FOV上,單個激光雷達只能實現120度的覆蓋,而兩個就能實現180度的覆蓋。且正前方60度的重疊區域內,由于點云密度高,其識別能力也更強,精度更高。


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當然,此處探討的只是在所有其他變量都相同的情況下,單純考慮安裝在不同位置對FOV的影響。從實際效果上來說,自然還受到激光雷達自身性能的影響。


就水平FOV而言,小鵬表示也曾考慮過在車頂裝兩個激光雷達?!拔覀冏铋_始想放兩顆在車頂的,但是無論如何設計,都類似兔子的耙耳朵,后來還是放棄了?!?/p>


——03——

外觀、工程等方面的影響


這就牽扯到了選擇安裝位置時其他方面的考量,比如外觀。


李想表示裝在車頂唯一的問題是太像高達戰士了,需要適應一下。


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不得不說,理想L9的車頂激光雷達造型確實讓人有些一言難盡,蔚來的處理就還算順眼。


但不管怎么設計,在車頂裝激光雷達就不免會多一個鼓包。這不僅影響外觀,同時也會對車的風阻表現產生影響。


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最終小鵬選擇了裝在兩側車大燈處,做隱蔽處理。


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而像最早搭載激光雷達的奧迪A8和奔馳EQS,其激光雷達硬件也是集成在保險杠上,對外觀幾乎不產生影響。


此外,在選擇安裝位置時還需要考慮工程問題等諸多細節。


例如,亮道智能認為就工程角度而言,激光雷達裝在車頂,受到甩泥、碎石撞擊的影響也相對較小。


但安裝在車頂,對于清洗裝置的使用很難把控。另外車頂在夏天可能因陽光暴曬導致溫度過高,也會增加產品老化的速度。


而其彈出式裝機方案主要的挑戰在于工程化的可靠性。比如說,使用過程中因為機械老化,震動等原因導致安裝角度的偏移,對在線錯位檢測和糾正的要求較高。


此外,正如李想提出的,把激光雷達裝在車前蓋上,在行人保護方面存在隱患,無法通過最新的行人碰撞法規。當前市面上的車前蓋普遍被設計得更軟,富有彈性,就是為了在碰撞到行人時盡可能降低傷害,但安裝激光雷達后顯然無法滿足這個要求。

同時,車前蓋的位置也容易在日常的小碰撞中變形,導致激光雷達容易受損,進而推高輕微事故的維修成本。


總體而言,激光雷達到底放在哪里,并不是個單線的思考題,而是綜合考慮感知性能、安全、成本、外觀和工程等多種因素后的平衡與取舍。


——04——

多激光雷達方案


前文說過,如果不考慮成本的話,車頂安裝一顆前向長距激光雷達,車身安裝2-4顆中短距角激光雷達是比較合理且安全的方案。下面我們就來盤點幾款不差錢的方案。


威馬M7搭載3顆激光雷達,分別位于車頂和翼子板兩側,采用的是來自速騰聚創的M1,實現水平探測范圍達330度。


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而高調宣稱“4顆以下別說話”的沙龍汽車,更是為其“機甲龍”配置了4顆激光雷達。機甲龍采用華為96線激光雷達,從官網圖來看,4顆的位置應該是分別放在車頂一顆,車頭兩側各一顆,以及車尾一顆。


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同樣采用4顆激光雷達方案的還有3月發布的路特斯ELETRE,搭載4顆雷達,其中有兩顆可伸縮式的128線激光雷達,同樣來自禾賽。其布局則采用前輪眉兩個,車頂前后各一個。


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多激光雷達方案采用的基本是我們前面所說的車頂前向激光雷達加四周補盲的方案,應該說在傳感端的安全性是值得肯定的。


當然,考慮到激光雷達的成本,這幾款車的售價都不便宜。


——05——

結語

2022被稱為激光雷達上車元年。所謂元年,即是沒有前人的經驗可以參考。


在激光雷達量產上車的過程中,要達到怎樣的效果,采用什么樣的技術路線,用幾顆激光雷達,怎么安裝,都還在探索中。


正如現在尚無定論什么技術路線的激光雷達更優,安裝在什么位置也沒有定論,需要視主機廠不同的需求來確定。


亮道智能表示,激光雷達的量產是個漫長的過程,從硬件落地到真正實現量產上車還有很長一段路要走。


其在與國外主機廠合作激光雷達上車量產時,對方會提供厚厚幾本資料,其中詳細羅列了工程要求。而安裝位置的考量只是極小的一個部分。


目前而言,國內的主機廠尚未形成這樣的規范。各家采用什么技術,如何安裝都還處于百花齊放的狀態。也正因此,激光雷達的上車量產也有著多種可能。

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