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类比Waymo,流深光电推出全栈式激光雷达解决方案

雷锋网

图1

*流深光电全栈式激光雷达解决方案

2019年年初,在对外透露同车和家合作研发48线激光雷达前装上车后,国内激光雷达供应商流深光电也在提前布局面向商用车、RoboTaxi等自动驾驶运营场景的全栈式激光雷达解决方案。

上海车展期间,流深光电携面向乘用车前装的48线激光雷达Argus,及面向自动驾驶运营的全栈式激光雷达解决方案亮相。流深光电联合创始人燕普也向雷锋网新智驾透露其全栈式激光雷达解决方案背后的思路及最新产品进程:

  • 面向RoboTaxi,流深光电推出三款全新激光雷达产品:中程-360°环视128线激光雷达Omini、远程高分辨率500线激光雷达EagleEye、近程盲区检测50线激光雷达Janus;这同Waymo的RoboTaxi激光雷达布局方案有异曲同工之处;

    其中,面向低速物流场景,流深光电也在同新石器合作研发满足低速物流自动驾驶需求的近程盲区激光雷达Janus;

  • 面向前装乘用车市场,流深光电牵手车和家联合研发搭载进下一款L4级自动驾驶轿车的定制版Argus-48激光雷达,并计划于今年完成48线激光雷达Argus的车规级验证;

    同时,与国内全栈式自动驾驶方案供应商奥特贝睿(Autobrain)签订战略合作,加快推进L3级自动驾驶系统前装量产上车。

流深光电基于不同场景推出不同的激光雷达方案。这背后的逻辑是:技术路线已不是评判激光雷达产品的唯一维度;基于不同时间点、不同性能需求、不同底层器件产业基础,激光雷达作为复杂的小型化集成系统,会产生不同的局部最优选择。

根据产品安装位置、车辆对不同性能指标的需求,任何一种技术路径的激光雷达,都需要根据实际需求在视场、分辨率和探测距离上做出权衡。

类比Waymo,流深光电推面向自动驾驶运营的全栈式激光雷达

面向自动驾驶运营车辆,流深光电的思路和Waymo自动驾驶运营车辆上的激光雷达布局相似。

图2

雷锋网新智驾了解到,Waymo自动驾驶汽车搭载三类传感器,分别负责短距离、中距离、远距离检测,共包括六个激光雷达:安装于车辆正前正后及两侧的近程激光雷达Laser Honeycomb;车顶激光雷达(包括上下层两个激光雷达: 360° 环视激光雷达及远程前向激光雷达),形成了应用于自动驾驶运营的整套激光雷达方案。

先来看看,Waymo自动驾驶汽车上三款激光雷达各自的作用:

1、安装在车顶的上下层两个激光雷达—负责 360° 环视的激光雷达和远程前向激光雷达相互协同:先利用360° 环视激光雷达进行全场景扫描;对于处于边缘及距离较远的物体,则通过远程前向激光雷达进行超高精度的精准扫描;

2、近程激光雷达Laser BearHoneycomb:安装于车辆正前正后及两侧,负责监控车辆周边环境及近距离盲区,这也是Waymo唯一向外部公司销售的产品。

因产品安装进车辆位置不同、车辆对性能指标的需求不同,根据短距离、中距离、远距离检测需求推出不同性能的激光雷达,这是流深光电的思路。基于此,流深光电推出三款全新的激光雷达产品:

图3

*面向自动驾驶运营车辆的激光雷达解决方案

负责 360 °环视的激光雷达Omini:128线中距激光雷达Omini是自动驾驶运营车辆上的主激光雷达,安装于车顶;主要负责360°环视扫描,实现全场景感知检测;探测距离达 200米;垂直角分辨率为0.15°。

图4

流深提到,128线中距激光雷达Omini属于机械式激光雷达。自动驾驶运营对激光雷达性能要求越来越高,Omini在线束及体积方面未来仍有提升空间。

超远距离激光雷达EagleEye-500:当Omini完成 360° 环视全场景扫描后,对于处于边缘及距离较远的物体,超远距离激光雷达EagleEye则进行超高精度的精准扫描。这一工作原理类似于Waymo自动驾驶汽车安装于车顶的上下两层激光雷达。

图5

用于远距离检测的激光雷达对探测距离、分辨率提出更高要求。500线激光雷达EagleEye采用纯固态架构,1550nm光纤激光器,优势在于标准探测距离为400米,实际高达400-500米;500线超高清激光雷达,垂直角分辨率为0.03°,已达到摄像头级别。因远程激光雷达对扫描角度要求低,所以EagleEye扫描频率和视场较小。

在高速公路、高架、环路等场景中,EagleEye可以扫描400米外运动较快的物体,帮助自动驾驶系统提前预测前方路况。

近程盲区检测激光雷达Janus-50:该激光雷达方案类似于Waymo出售的蜂窝激光雷达Laser BearHoneycomb,安装于车辆两侧及后方。

图6

用于检测盲区的近程激光雷达强调超广角。Janus拥有270°-360°水平视场+110°垂直视场。雷锋网新智驾了解到,部分3D激光雷达的垂直视角为30°,Waymo的Honeycomb的垂直视场与水平视场分别为95°、360°。这意味着一个Janus可以完成近四个叠加在一起的3D传感器的工作,其垂直视场甚至高于Waymo。

近程激光雷达对分辨率及探测距离要求较低。分辨率层面,Janus-50垂直角分辨率为0.2° ,探测距离也仅为50米。

因近程激光雷达安装于车身两侧、车外后视镜、车后,宽视场可有效检测盲区,所以Janus适用于停车场、园区/小区、拥挤街道、低速物流、接驳等低速场景下的自动驾驶传感器检测。

基于上述三款产品,近程激光雷达Janus-50、128线中距离激光雷达Omini、超远距离激光雷达EagleEye-500则构成了流深光电面向自动驾驶运营的全栈式激光雷达解决方案。

流深全栈式激光雷达背后的行业诉求

理论上看,分辨率越高、探测距离越远,激光雷达性能越好。而对于自动驾驶而言,系统的提升并不仅源于理论需求,更重要的是从需求角度讲话,尽全力靠近产业真实需求。

真成投资管理合伙人李剑威提到产品的“第一性原理”。即在掌握基本知识的基础上,遇到具体问题时,提供解决具体问题的办法。映射到激光雷达层面,即根据不同的场景需求定义激光雷达产品,而非单纯的依赖技术路线。雷锋网新智驾了解到,真成投资已连续三轮投资流深光电。在流深接下来的新一轮融资中,真成也将会继续联合领投。

从需求反推产品定义,基于不同场景需求做最合适的激光雷达,这正是流深光电推出全栈式激光雷达方案的初衷。

2017年,自动驾驶早期阶段,64线激光雷达代表着行业前沿技术,更高线束激光雷达领域基本处于空白。当时,流深团队和新加坡自动驾驶初创公司NuTonomy(后被德尔福收购)交流,后者告诉流深,自动驾驶车辆在高速行驶时,时速达80-100公里,64线激光雷达已不能满足车辆要求。因其探测距离短,分辨率低,无法及时预见前方路况并处理紧急事故。

自动驾驶测试由早期的封闭场景转向开放场景,这对传感器分辨率提出更高的要求。可以预见的是,未来自动驾驶运用场景也会越来越复杂,速度越来越快。基于当下及未来自动驾驶需求,不断提高产品性能成为包括流深光电在内的激光雷达供应商必须走的一关。

基于“正向开发”,流深结合自动驾驶车辆运行场景进行高线束激光雷达产品定义。

在高速路段,车辆时速达80-100公里,系统需留给驾驶决策3秒以上的安全冗余时间,同时还要考虑安全刹车时间及刹车距离,由此推算出车辆需在100米外提前进行清晰的物体识别和分类(非物体探测物检测)。

基于此,2017年8月,流深光电内部正式开始研发128线激光雷达。

反观现阶段,用于检测盲区的近程激光雷达正在成为应用于物流场景的低速自动驾驶车辆的刚需。流深光电联合创始人燕普提到,低速物流场景下的自动驾驶企业对于近程激光雷达需求极其渴望且迫切。

在低速自动驾驶场景中,车辆对激光雷达产品的分辨率和视场角提出高要求:

宽视场:一方面,在园区内进行低速自动驾驶时,车辆需同高精度地图进行SLAM算法定位,期间需要寻找标志物。一般平行世界中的标志物(例如树)经常变动,而天上的建筑物顶端相对固定。这也要求激光雷达拥有较大的向上的视场角度。同时,低速物流场景中的自动驾驶车辆要求视线盲区较小,甚至接近于零。最终形成一个超大视场。

高分辨率:因低速场景中经常会出现小型障碍物,例如小动物、台阶等等,这需要激光雷达拥有较高的分辨率来识别路面上的小型物体。

总结来看,用于低速物流车的激光雷达产品对分辨率和视场角提出更高的要求,但距离要求低。所以应用于近程盲区检测的激光雷达产品不需要考虑远距离,一般约50米左右。相应地,此类激光雷达产品成本也较低。

雷锋网新智驾了解到,现阶段新石器、智行者等低速自动驾驶公司多采用两/三个16线激光雷达产品叠加方案。当前16线激光雷达产品单品零售价约在3万左右。如此,整车上的激光雷达成本接近10万。

流深单线近程激光雷达Janus-50,因通过单线扫描后形成二维图像,成本约为16线激光雷达产品的一半。且从近程激光雷达产品角度看,Janus-50在低速场景下的性能优于16线激光雷达产品。

尽管Waymo出售其近程激光雷达产品Laser BearHoneycomb,但并不包括自动驾驶公司。这也让后者对于此类激光雷达需求极其渴望且迫切。现阶段,流深光电正在同新石器合作研发满足低速物流自动驾驶需求的近程盲区激光雷达Janus-50。

现阶段加速前装的48线激光雷达量产上车

L3级自动驾驶量产前夜,面向乘用车前装市场,流深光电正在牵手主机厂车和家、自动驾驶方案供应商奥特贝睿加快量产上车:

  • 同车和家联合研发搭载进下一款L4级自动驾驶轿车的定制版Argus-48激光雷达,并计划于今年完成激光雷达车规级验证;

  • 流深光电将作为奥特贝睿的二级供应商,与后者签订战略合作,加快推进L3自动驾驶系统前装量产上车。雷锋网新智驾了解到,奥特贝睿正在牵手长城合作研发L3级别自动驾驶,计划于2020年正式将产品推向市场。

图7

2017年,在引入车和家的战略投资后,针对这家整车制造商的智能驾驶体验需求,流深论证开发了适用于L3/L4级别的车规级48线激光雷达Argus。详细内容可查看《48线Argus车规级验证,128线Omini商业化量产,流深光电首次公布激光雷达布局》。

乘用车前装对于激光雷达产品高度要求较严苛。不同产品体积所对应的上车安装难度不同。车和家要求搭载进车辆前保险杠内部的激光雷达高度低于8厘米。现阶段,流深团队正在针对产品体积进行优化。

另一边,流深光电也在同一级供应商合作研发安装于前挡风玻璃内侧的48线激光雷达。与应用于车和家的48线激光雷达的区别在于,两者外观不同,安置位置不同。燕普告诉雷锋网新智驾,安装于前挡风玻璃的激光雷达对于玻璃透光率提出要求。所以流深需同玻璃厂合作,重新设计此处的玻璃。

在流深光电投资方明势资本创始合伙人黄明明看来,下一步对激光雷达的需求不再是单点讨论技术参数,而是用激光雷达产品能解决多少问题、价格是否便宜、是否能量产、是否能达到车规级。

现阶段,激光雷达正处于起步向爆发过度阶段。激光雷达行业“领头羊”Velodyne去年仅卖出几万台激光雷达。这相比每年7000-8000万台新车销量的汽车市场而言依旧较小。黄明明坚信激光雷达的决胜最终会来自于车规级前装量产上的争夺。

自动驾驶量产前夜,激光雷达实现量产落地需做到自动化生产。基于十余年军规激光雷达量产经验,在激光雷达研发初期,为解决大规模量产问题,流深光电未采用传统的多线对准模式(该结构的激光雷达早期需要人工手调,现阶段可实现一定自动化,但效率不高,且产品一致性差、良品率低)。

雷锋网新智驾了解到,流深团队采用新型架构,其激光雷达可实现多线束一次性自动校准。目前流深光电自研自动化生产设备,生产一台128线激光雷的时间仅为6分钟,且一致性和良品率均得到提高。考虑到未来汽车前装的规模需求,流深光电已摆脱了对人工的依赖,未来产能扩张将变得更加容易。

来源:雷锋网

本文地址:https://www.d1ev.com/news/qiye/90743

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