如果馬斯克來(lái)做激光雷達(dá)，可能就是這種思路

??作者 | 苗嶺，編輯 | 德新

詳解大疆「激目」

關(guān)于激光雷達(dá)，業(yè)界最激烈的反對(duì)意見(jiàn)來(lái)自馬斯克。早在5年前，馬斯克就發(fā)表了他那個(gè)著名的觀點(diǎn)，「Anyone relying on Lidar is doomed（靠LiDAR搞自動(dòng)駕駛早晚完蛋）?！?年之后，激光雷達(dá)在中國(guó)市場(chǎng)率先爆發(fā)，2023年中國(guó)市場(chǎng)的車(chē)載前裝ADAS激光雷達(dá)出貨量達(dá)到約80萬(wàn)臺(tái)。

不過(guò)相比于激光雷達(dá)快速增長(zhǎng)的應(yīng)用規(guī)模，以及它本身不算便宜的成本，激光雷達(dá)的作用還沒(méi)有完全被發(fā)揮出來(lái)。一位大疆車(chē)載工程師評(píng)價(jià)，「市面上有不少智駕方案是帶激光雷達(dá)的。一顆激光雷達(dá)至少3千塊錢(qián)成本，兩顆算6千，它有沒(méi)有發(fā)揮出，對(duì)應(yīng)的3千、6千塊產(chǎn)品體驗(yàn)的增量。現(xiàn)在大部分其實(shí)是并沒(méi)看出太大的區(qū)別?！惯@也是大疆車(chē)載選擇入局這類(lèi)傳感器的原因。

今年3月，大疆車(chē)載在中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇上發(fā)布了「慣導(dǎo)三目及激光雷達(dá)總成」技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)「激目」。大疆的「激目」，主要憑借其多年積累的慣導(dǎo)雙目技術(shù)，以「弱激光+強(qiáng)雙目」的思路，讓這兩類(lèi)技術(shù)充分互補(bǔ)，既降低成本，也提升體驗(yàn)。大疆車(chē)載希望以新一代的「激目」作為基礎(chǔ)，下一代面向L3系統(tǒng)的智駕方案在高速路段，能夠做到千里級(jí)少于一次接管，在城區(qū)路段能做到百公里級(jí)少于一次接管。

「激目」把前向感知所需要的傳感器集成到一起，光學(xué)器件、電子元器件、整體驅(qū)動(dòng)做成一體化的設(shè)計(jì)，形成視覺(jué)和激光雷達(dá)一體化的系統(tǒng)，并且拿掉了激光雷達(dá)內(nèi)部的計(jì)算芯片，從而使傳感器整體的體積、重量、噪聲等實(shí)現(xiàn)最優(yōu)。也因?yàn)檫@些優(yōu)化，「激目」可以放到車(chē)艙內(nèi)。

相比于目前市面上普遍的「激光雷達(dá) + 前向攝像頭」方案，激目可在成本上降低30% - 40%，大疆車(chē)載計(jì)劃在2025年底/2026年初量產(chǎn)激目。激目方幫助大疆車(chē)載落地L3級(jí)有條件自動(dòng)駕駛解決方案，是他們面向更高等級(jí)智駕的最新探索。

「激目」，怎么比激光雷達(dá)更省成本

激目傳感器，顧名思義就是激光雷達(dá)，再加上大疆車(chē)載特色的慣導(dǎo)立體雙目視覺(jué)傳感器。實(shí)際上它集成了「激光+雙目+單目+慣導(dǎo)」在內(nèi)的至少四類(lèi)傳感器。目前，激目的主要性能指標(biāo)為：

雙目可視角，100° x 42°；

單目可視角，30° x 17°；

激光雷達(dá)可視角，100° x 20°；

激光雷達(dá)檢測(cè)距離，180米@10%反射率；

激光雷達(dá)角分辨率，0.1° x 0.2°；

之所以比同等性能的激光雷達(dá)成本更低，大疆車(chē)載告訴我們主要因?yàn)閹追矫娴膬?yōu)化：

第一，采用「弱激光 + 強(qiáng)雙目」的思路，雙目提供了稠密的點(diǎn)云，激光雷達(dá)主要用于補(bǔ)足測(cè)距精度，因此激光雷達(dá)的點(diǎn)云不需要特別稠密；

第二，數(shù)據(jù)前前融合，將激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)處理集成到智駕域控制器內(nèi)；

第三，傳感器標(biāo)定上，過(guò)去「攝像頭+激光雷達(dá)」的組合需要整車(chē)標(biāo)定，現(xiàn)在集成到一個(gè)傳感器內(nèi)，就只需要進(jìn)行模組標(biāo)定。

「前前融合」，比前融合更進(jìn)一步

大疆車(chē)載提出「前前融合」，將傳感器融合再往前推了一步，在硬件設(shè)計(jì)階段就將兩種傳感器融合起來(lái)。所謂前融合，是數(shù)據(jù)在時(shí)間和空間層面對(duì)齊。時(shí)間同步，兩個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)必須是同一個(gè)時(shí)刻捕捉到的圖像或信號(hào)；空間同步，兩個(gè)傳感器在不同的位置，根據(jù)相對(duì)位置，將它們轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，對(duì)齊圖像信息和點(diǎn)云信息。

常見(jiàn)的激光雷達(dá)單品，里面不僅有光學(xué)硬件的零件，還有計(jì)算芯片。計(jì)算芯片的任務(wù)是處理光信號(hào)，把它轉(zhuǎn)換成點(diǎn)云。激目方案則直接把激光雷達(dá)里面的計(jì)算處理芯片去掉，把激光的原始回波信號(hào)直接發(fā)到智駕域控制器里做計(jì)算，轉(zhuǎn)換成點(diǎn)云，實(shí)現(xiàn)再往前走一步。

這樣集中式的計(jì)算架構(gòu)，一方面使激光雷達(dá)原始數(shù)據(jù)層可以和相機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，節(jié)省了傳感器端的專(zhuān)用處理芯片，省了一些成本；更重要的是，激光雷達(dá)和相機(jī)數(shù)據(jù)的融合，可以利用相機(jī)圖像豐富的信息，去掉激光的噪點(diǎn)或串?dāng)_問(wèn)題，從而使得融合的數(shù)據(jù)質(zhì)量更高。

另一方面，因?yàn)槿サ袅诵酒麄€(gè)前前融合的硬件設(shè)計(jì)讓系統(tǒng)功耗、重量、體積更小，更容易集成；此外，激光雷達(dá)的固件，常態(tài)如果沒(méi)有bug一般不會(huì)更新。而集中到域控制器內(nèi)，也更加便于激光雷達(dá)處理軟件的OTA。因?yàn)榧す饫走_(dá)的處理軟件，挪到智駕域控制器里，智駕軟件升級(jí)的時(shí)候也會(huì)一起升級(jí)激光處理軟件算法。

大疆車(chē)載表示，激目方案的集成式設(shè)計(jì)，在時(shí)間同步上能減少數(shù)據(jù)層面的誤差，可以實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)同步誤差，作為對(duì)比，常見(jiàn)的分離式方案同步誤差一般是毫秒級(jí)?？臻g誤差，則來(lái)自?xún)蓚€(gè)傳感器在坐標(biāo)系里的相對(duì)位置關(guān)系。如果傳感器分開(kāi)安裝，標(biāo)定一般涉及3個(gè)環(huán)節(jié)：

在整車(chē)工站，傳感器裝到車(chē)上時(shí)，在工站產(chǎn)線里要標(biāo)一次，得知道前面攝像頭和前面激光雷達(dá)的相對(duì)位置關(guān)系；

量產(chǎn)賣(mài)車(chē)階段，車(chē)在行駛過(guò)程中，傳感器受振動(dòng)、溫度影響，這個(gè)時(shí)候需要在線標(biāo)定相對(duì)位置關(guān)系；

售后標(biāo)定，如果汽車(chē)送去維修或者更換零件，得再標(biāo)一次相對(duì)位置關(guān)系。

這種標(biāo)定方式，會(huì)讓兩種傳感器的對(duì)齊精度更大程度地受到環(huán)境影響，相對(duì)而言誤差也會(huì)較大。而激目的集中式方案，只需要做一次標(biāo)定——只需要在生產(chǎn)激目模組時(shí)，在工站里標(biāo)一次即可，測(cè)量出雙目攝像頭和激光雷達(dá)的相對(duì)關(guān)系，此后就不需要再重新標(biāo)注了，所以可以做到亞象素級(jí)的對(duì)齊精度。

把激光雷達(dá)塞進(jìn)艙內(nèi)，一共分幾步？

基于激目方案，大疆車(chē)載希望把激光雷達(dá)這類(lèi)傳感器塞進(jìn)塞進(jìn)汽車(chē)座艙內(nèi)。如果跟隨當(dāng)前激光雷達(dá)位于前擋兩側(cè)或者車(chē)頂?shù)牟渴穑す饫走_(dá)容易受到磕碰或者臟污。將激光雷達(dá)裝在車(chē)艙內(nèi)，則要安全簡(jiǎn)潔很多，除了不用在車(chē)頂挖一個(gè)洞來(lái)部署激光雷達(dá)，更好地避免外界的臟污，甚至雨天，還有雨刮可以清潔前擋。

但裝進(jìn)艙內(nèi)以后，傳感器的性能如何保證？這涉及到前擋玻璃的透光率，激光打出去可能會(huì)有一定衰減。原來(lái)可以測(cè)距200米，衰減之后變成150米。大疆車(chē)載方面，主要是通過(guò)算法來(lái)降低對(duì)激光性能的要求，目前其提到，只要汽車(chē)的前擋玻璃透光率大于70%就能滿(mǎn)足要求，不需要額外的玻璃工藝或者鍍膜。

大疆車(chē)載也對(duì)市面上的車(chē)型進(jìn)行了測(cè)試，大部分車(chē)型的前擋玻璃通過(guò)率都大于70%。

千公里級(jí)一次接管，大疆醞釀L3方案

基于激目傳感器，智能駕駛系統(tǒng)能夠：

提升城區(qū)過(guò)路口的交互博弈能力，雙目融合激光點(diǎn)云之后，系統(tǒng)可以更好地預(yù)測(cè)車(chē)輛的位置朝向以及軌跡，從而提升車(chē)輛在城區(qū)過(guò)路口時(shí)與其他車(chē)的交互、博弈的通行能力。

高速場(chǎng)景上，能提升高速ACC、車(chē)啟停的體驗(yàn)。

提升夜晚、雨天的視覺(jué)能力。夜晚有嚴(yán)重的眩光、雨天有地面濕滑的情況，通過(guò)雙目跟激光的融合可以得到更準(zhǔn)確的點(diǎn)云形狀，進(jìn)而提升夜晚、雨天場(chǎng)景下的視覺(jué)表現(xiàn)。

大疆車(chē)載希望基于激目等這一代的技術(shù)，將高速的NOA做到千里級(jí)一次接管，城區(qū)NOA做到百公里以上一次接管，并在2026年左右將會(huì)把L3等級(jí)自動(dòng)駕駛能力下放至25萬(wàn)左右級(jí)別的車(chē)型上。