李想吐槽集度鐳射雷達“不符合行人碰撞法規”,所以該放哪兒?

李想吐槽集度鐳射雷達“不符合行人碰撞法規”,所以該放哪兒?

三位“廠長”的圍繞著“鐳射雷達到底該放哪兒、放幾個”的激烈討論引發了業內的廣泛關注,事情緣起是4月18號集度汽車首款汽車機器人概念車車頭部位的設計細節,首次曝光了由集度首創車前蓋向雙鐳射雷達自動駕駛技術方案。媒體轉發了集度的宣傳,李想和集度在微博下展開討論,隨後何小鵬也在朋友圈裡釋出了自己的見解。三位“廠長”各抒己見,那麼接下來我來分析一下,這三種方案各自都有哪些優缺點。

李想吐槽集度鐳射雷達“不符合行人碰撞法規”,所以該放哪兒?
李想吐槽集度鐳射雷達“不符合行人碰撞法規”,所以該放哪兒?

這三位“廠長”的企業,各自所採用的鐳射雷達方案,也是目前造車企業採用的三種最具代表性的方案:理想採用了在車頂前部佈置單顆鐳射雷達的方式;集度採用了在前機蓋上對稱佈置兩顆鐳射雷達的方式;小鵬採用了在前燈組下方保險桿位置對稱佈置兩顆鐳射雷達。

李想吐槽集度鐳射雷達“不符合行人碰撞法規”,所以該放哪兒?
車頂佈置,是目前的最優解?

理想採用的在車頂前部佈置單顆鐳射雷達的方式,是目前市面上比較流行的方式,不只有理想,像蔚來全新架構下的ET5、ET7、ES7,路特斯的Eletre,以及專利曝光的小米汽車,都採用了這種方式。以上這些車輛,都是在車頂佈置一顆鐳射雷達,感知冗餘度,就是如果這一個壞了,那麼就沒有備用的了,這一點無可爭議的確實不如多顆鐳射雷達車型。但李想卻說:放一個和放兩個沒區別,放一個就行。

李想吐槽集度鐳射雷達“不符合行人碰撞法規”,所以該放哪兒?

這種方式的優勢很好體現:首先,正所謂“站得更高,看得更遠”,車頂佈置鐳射雷達可以帶了更好的探測效果,特別是SUV車型,不易被物體或汙濁物遮擋,其視角趨同於駕駛者的視覺位置,能更好的從駕駛者的視線點出發;其次,車輛前部碰撞幾乎不會損傷它,損壞可能性小,降低車輛維修成本,如果事故碰撞已經危及到了車頂,那麼事故的嚴重程度應該大概已經快要威脅車輛的整體安全性了,就不是再只考慮修鐳射雷達了,考慮全損報廢換車吧;再者,由於沒有佈置在前包圍或保險槓部分,可為攝像頭、超聲波雷達及毫米波雷達留出空間,車頂的空間比較大,如有需要,最佳化自動駕駛方案,增加冗餘度,也有空間佈置多顆鐳射雷達。

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這種方式的劣勢也有,但我認為不那麼重要:主要體現在整車的美觀度上,車輛的整體觀感方面有些受影響,會感覺鐳射雷達像是強行安裝上去的一樣,正因如此可能會帶來一些風噪問題。同時夏天車頂溫度可能超過70度,雖然鐳射雷達在80度以內都可以工作,但長期臨界於極限工作溫度的工況,勢必有可能會影響鐳射雷達的壽命和效果。

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劍走偏鋒,翻燈式設計

集度採用了在前機蓋上對稱佈置兩顆鐳射雷達的方式,這是一種十分新穎的方式,有些類似過去那些老車上翻燈的設計,並且集度確認這兩顆鐳射雷達可升降,和翻燈真的有異曲同工之妙,目前還沒有量產車採用這一方式,量產車的鐳射雷達都是裸露式的,沒法收起來。

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這種方式的優勢在於:首先,兩顆鐳射雷達可以做到更強的冗餘度,就算有一顆壞了,另一顆依然可以工作,這種優勢對於單鐳射雷達來說無可厚非,我認為兩顆及以上的鐳射雷達數量對於自動駕駛車輛來說非常重要,作為重要的感知硬體,其在依靠鐳射雷達的自動駕駛方案中,無可替代,可以看做如同自動駕駛車輛的行走機構一樣重要。就像大型飛機一款是採用單引擎設計的,至少2個,多則8個,就算損失了一個引擎,也能保證正常飛機或迫降,多缸數汽車,缺缸也能開。同時,就像集度CEO夏一平自己說的那樣:“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。”雙鐳射雷達水平180度的FOV覆蓋。

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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。也可以加強對於車輛重點區域的識別,在車輛正前方60度FOV的區域內,雙鐳射雷達可做到加倍重疊,可以大幅提高這一區域的點雲密度,形成密集的點雲需要一定時間,但雙鐳射雷達一起工作,可以縮短時間,提升安全性,為演算法平臺留出更多時間處理資料。集度這種升降設計的鐳射雷達,可以在停車時將它收回去,避免鐳射雷達一直與外界接觸,避免長期停放的風吹日曬,讓鐳射雷達有更長的使用壽命,當然一升一降也能給整車帶來一定的科技感,給車主帶來一些儀式感。

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這樣佈置的缺點也有一些,李想也點出了問題所在:首先,機蓋上佈置對於行人碰撞的安全性不太友好,鐳射雷達外殼邊緣位置,在碰撞過程中有可能變成非常鋒利的“武器”一旦撞上有可能給行人帶來額外傷害,這一點其實可以進行最佳化,在碰撞的一瞬間把鐳射雷達立馬收進去,保護行人,也避免鐳射雷達受損。我覺得有一點要額外注意,就是機蓋的行人保護裝置,一旦觸發行人保護,機蓋彈起,這一下光行人保護裝置就是一筆不菲的維修費用,同時鐳射雷達在機蓋彈起的過程中要是也受損,那車主就真得哭了。還有一點要注意,就是振動問題,由於集度採用的是禾賽AT128混合固態鐳射雷達,鐳射發射器垂直排布,形成一條鐳射線,再透過一個1維的轉鏡,將線變成面,其內部存在固定轉鏡的軸承,機蓋和車體的振動頻率不一定一致,可能會影響到軸承的轉動頻率,進而影響鐳射雷達工作精度。

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傳統大廠皆為此設計站臺,對車企最划算?

可到了李想和夏一平的討論,何小鵬直言:“兩顆鐳射雷達肯定從效能上遠好於一顆的,將來城市NGP和魯棒性中就可以看到差異。實際上硬體配置只是代表一種潛力的可能性,最終是安全,成本,場景和能力的平衡,仍然是木桶效應而不是短跑邏輯。”何小鵬還透露:“我們最開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,後來還是放棄了。”已經上市的小鵬P5和即將釋出上市的小鵬G9都將兩顆鐳射雷達對稱佈置在了前燈組下方的保險槓上。市面上大量車型都採用了這種佈置方式,當年最早量產L3的奧迪A8、賓士S級、極狐阿爾法S、沙龍......

李想吐槽集度鐳射雷達“不符合行人碰撞法規”,所以該放哪兒?

這樣佈置方式比較傳統,就像毫米波雷達和超聲波雷達,鐳射雷達也是雷達的一種,把它和其他雷達佈置在一起,確實很合理,大家都這麼幹,確實有這樣做的道理:在不影響車輛整體外觀造型的情況下,容下了鐳射雷達,避免了“突兀感”。同時,不會像集度那樣可能影響碰撞安全,車輛前部位置比較“空”,不用再給鐳射雷達找地方,節省成本,也可以使用更低成本的雙楔形稜鏡式鐳射雷達。

李想吐槽集度鐳射雷達“不符合行人碰撞法規”,所以該放哪兒?

劣勢在於:首先如今車型上的保險槓大多為塑膠材質,相當柔軟,可以儘可能的在行人碰撞時,減輕對於行人的傷害,但這也就苦了車頭上昂貴的鐳射雷達,保險槓可能保護不了鐳射雷達,小撞一下也可能需要高昂的維修費用。其次,鐳射雷達佈置位置較低,容易被遮擋,對於前方遠距離的探測,可能達不到預期效果,也容易被汙濁物遮蔽,影響探測效果。

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還會有新方案,重在配合

以上,我們分析了目前三種常見的鐳射雷達佈置方式的優劣勢,鐳射雷達放哪裡,取決於車企如何在平衡感知效果、外觀美觀程度、硬體成本、碰撞安全和維修成本這五方面之間的關係。其實我們現在看到的這些方式,還算比較保守的,既然每種都有優劣勢,那也有可能今後出現集各家之所長的方式,比如在車頭、機蓋、車頂都佈置上,全面增加冗餘度。

李想吐槽集度鐳射雷達“不符合行人碰撞法規”,所以該放哪兒?

同時要強調一點,鐳射雷達只是自動駕駛感知硬體中的一種,不管放在哪裡,數量多寡,都要與其他感測器和演算法平臺配合,同時每種方案的具體能耗都是要考量的,本文僅對鐳射雷達佈置在不同地方的優劣勢做出客觀分析,至於其具體效果,還要具體問題具體分析,可以翻看之前的文章,又對於各家自動駕駛方案的詳細分析。

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