在应对日常驾驶环境中的复杂长尾场景时,高精度激光雷达感知系统确实能够为智能驾驶车辆提供充分的安全冗余。
2023年,国内一众车企掀起城市NOA“开城之战”。
不同于高速这样的结构化封闭道路,城区场景更加复杂多变,狭窄的道路、模糊不清的车道线、奇形怪状的障碍物、层出不穷的电瓶车和行人、昂贵且迭代较慢的高精地图,都对车辆的感知能力提出了史无前例的挑战。
这就为2022年开启规模化量产的车载激光雷达,展开了一个更大的“舞台”。
1、智驾舞台上的LiDAR
2023年初,车企展开了价格“巷战”,竞争激烈程度超出想象。
受到终端降本压力的传导影响,以及纯视觉方案带来的巨大显性降本效应,不少车企的传感器配置策略进而动摇。
但相比于摄像头,激光雷达对环境光线变化并不敏感,也不依赖深度学习和神经网络,对算力需求较小,对异形障碍物的识别更准确;此外相比于毫米波雷达,它拥有更高的分辨率,能直接输出物体的三维信息。
因此,在应对日常驾驶环境中的复杂长尾场景时,高精度激光雷达感知系统能够为智能驾驶车辆提供充分的安全冗余,在保障用户出行安全的基础上,进一步提升舒适驾乘体验。
这就使得激光雷达成为市面上具备城市NOA功能的热门智能电动车Max版车型的标配传感器,也从侧面说明高阶智驾正在成为影响消费者购买智能电动车决策的主要因素之一。
根据佐思汽研最新数据,2023年1-7月,国内乘用车前装标配激光雷达20.2万台,同比增长523.3%,预计全年超过35万台。同时,其预计未来2-3年,国内激光雷达仍将保持波动上升态势,到2025年安装量有望突破60万台。
2022-2023年国内激光雷达月度安装量 (颗)
*图片来源:佐思汽研《2023年汽车激光雷达产业研究报告》
据不完全统计,2023年国内将有20+款新车型搭载激光雷达上市;2024年后,宝马、奔驰、沃尔沃等外资品牌也将加入到激光雷达的上车潮中。
国内激光雷达迎来上车潮
*图片来源:佐思汽研《2023年汽车激光雷达产业研究报告》
可以说,在激光雷达迈向大规模前装量产的这一阶段,高阶智驾需求的爆发是主要动力。
2、高阶智驾需要怎样的LiDAR?
艾迈斯欧司朗高级市场经理Byron表示,“从大量车厂和最终用户反馈上看来,目前ADAS需要的激光雷达要可靠、安全、实用且价廉。”
简单来讲,可靠是指产品性能稳定、技术成熟、车规量产。
安全指的是激光雷达为汽车用户带来的安全保障和体验,解决探测感知与避障、辅助驾驶和真正解决很多极端情况(corner case), 延伸人类感知与反应的能力。
实用则主要关注在体积大小,产品迭代升级等,此外成本要求以及与其他传感器的融合及区分定位同样非常重要。
基于这几点,目前行业也是左右开弓。
一方面,是追求更高性能的主激光雷达;另一方面,是开辟了针对短距离感知的补盲激光雷达新赛道。
3、上探极致性能的主激光雷达
众所周知激光雷达是一个非常复杂的光电集成类产品,其中的扫描模块、收发模块以及信号处理系统又存在不同的技术分支。
当然,更远探测距离、更大视场角的性能追求离不开核心发射模块的技术支撑。
作为业内唯一一家可以同时提供VCSEL和EEL车规激光雷达光源的公司,艾迈斯欧司朗从上游光源技术助力系统厂商的更新迭代。
据Byron介绍,“VCSEL和EEL 是两种不同的激光光源技术,从构造到特性表现都不同,各自技术特征与优势都非常突出。在激光雷达特性与基础要求之上,如果再从探测距离与扫描方式这两个维度去分析,我们就会越来越清晰的看到激光雷达的技术路线与光源的选择了。”
比如将探测距离分为短距、中距和长距,对应于ADAS场景中的各种情况(TJP,TWP,UP), 扫描方式从机械旋转到MEMS再到全固态,对应于视场、图像与成本的平衡。这样一来激光器的选择就比较有针对性了——
在棱镜旋转扫描和MEMS扫描系统中,EEL覆盖了长中短距的各种应用,成为最理想的光源;在分区控制等固态激光雷达应用则可以充分利用VCSEL的多发光孔的特性,实现1D/2D控制,成为短距固态激光雷达应用中的首选;
在全区域爆闪模式下的固态激光雷达,则个根据距离的要求而选择VCSEL 或EEL。
据Byron介绍,以EEL光源为例,艾迈斯欧司朗的常规EEL方案已经是目前车载激光雷达的主流选择,且广泛适用在ADAS 和Robotaxi上。
而其低温漂EEL产品,在-40°C~105°C 范围波长随温度变化系数降至0.07nm/k,这个温度漂移特性已经和VCSEL一致,也是一个重大的技术突破。
可以说,EEL 和VCSEL 作为两种激光技术在激光雷达上的应用既相互补充也相互竞赛,就像VCSEL 在不断提升光功率密度一样,EEL在温漂特性、光束质量等方面也在不断优化,在保持高功率密度的条件下,提升光学品质,为激光雷达的设计带来系统性革新。
进而,艾迈斯欧司朗的激光器QFN表贴封装技术、多通道技术、多结层等技术,都将为激光雷达的平台搭建提供更多更优的选择。
当然,在追求更远探测距离、更大视场角的主激光雷达高性能进阶之路上,我们也看到了一些其他创新趋势。
今年4月,禾赛科技发布专为置于前挡风玻璃后而设计的车规级超薄远距激光雷达ET25,厚度仅为25mm,至此也开启了主激光雷达从舱外到舱内的新征程。随后,禾赛科技也与一汽集团达成定点合作,红旗品牌下一代旗舰纯电车型将率先采用禾赛ET25,合作成果预计2025年上半年量产交付。
值得注意的是,ET25采用905nm方案,但测距却达到了250m@10%,直追1550nm方案效果,这主要归功于禾赛新一代收发芯片,接收芯片灵敏度较上一代有数倍的提升。
除了禾赛科技,图达通的灵雀-E也能满足“入舱”需求,当前已与福耀玻璃、AGC子公司Wideye达成战略合作,初步实现激光雷达与前挡玻璃的集成。
总得来说,激光雷达进入驾驶舱有不少好处,比如不用考虑脏污,有雨刷清洁即可;但也会有它的局限性,比如对激光雷达尺寸的限制,以及挡风玻璃同样要做特殊处理。而业界也普遍认为激光雷达入舱将成为趋势之一,但并不会全面取代舱位前视雷达。
4、补盲激光雷达助力LiDAR进一步降本
作为主激光雷达的延展应用,补盲激光雷达则快速开辟出了自己的赛道。
“短距激光雷达是传感器融合的重要部分,这也是前视主激光雷达之后的又一增量市场,是拉动激光雷达价格下降的强大动力。”
去年底,亮道智能、禾赛科技、速腾聚创、一径科技、图达通纷纷推出了补盲激光雷达,上市时间均定在2023年内。
而从上车进程看,禾赛科技的补盲激光雷达FT120已率先落地。2023年8月,极石01上市,搭载3颗禾赛激光雷达,包括1颗AT128前向+2颗FT120侧向,成为国内首个搭载固态补盲激光雷达的车型。
据悉,极石01除了拥有霸气硬朗的外观和家一般的舒适体验之外,还能够征服更多复杂路况。高阶智驾版更具备城市 NOA、高速 NOA 等功能的持续进化。此外,拥有100° x 75° 超广角视场的FT120,与之前采用半固态激光雷达、垂直视场角仅为25°的侧向感知的方案相比,将地面盲区距离缩小了70%以上,车身近处一览无余,进一步保障更安全的智能驾驶。
“虽然短距激光雷达离主机厂广泛接受还有一段距离,但它解决了很多视觉传感器无法覆盖的场景,为更高级别的辅助驾驶提供更优感知。纵观车规激光雷达的发展与上车进程,中国新势力及新能源车企对激光雷达的接受度较快,但同样要经过较长的DV, PV, PPAP, SOP 汽车零部件开发流程,对于短距激光雷达而言,各厂家积极布局是恰当且必要的。”
其实在2021年9月一径科技就以MEMS扫描方式结合艾迈斯欧欧司朗的成熟EEL光源,实现批量化生产,在物流小车、干线重卡、Robotaxi以及乘用车等应用场景实现量产前装,其视场角覆盖,角度分辨率,近距离盲区,每秒点频数,点云质量等方面都较优。
百度Apollo RT6搭载的补盲激光雷达正是一径科技采用ams OSRAM SPL系列EEL边发射脉冲激光器实现*图片来源:百度
从上游部件来看,例如艾迈斯欧司朗的SPL S1L90H_3激光器在内的核心器件是为短距激光雷达量身打造的,随着数量增长,其成本也将进一步降低。
尽管补盲激光雷达相较于前向激光雷达成本明显降低,但相比摄像头/毫米波等补盲传感器,价格还是贵,再加上通常一辆车需要多颗补盲激光雷达,也势必提高成本,因此,补盲激光雷达大规模上车仍需段时日。
Byron也坦言车企的降价潮会使得很多车厂上激光雷达的节奏放缓,但从长期来看,产业仍持乐观态度,特别是就我们站在智驾浪潮席卷的前夜,更发觉这个前景将如约而至。
作者: 艾迈斯欧司朗, 来源:面包板社区
链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-4027149.html
版权声明:本文为博主原创,未经本人允许,禁止转载!
文章评论(0条评论)
登录后参与讨论