如果馬斯克來做激光雷達(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)界最激烈的反對意見來自馬斯克。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)在中國市場率先爆發(fā)，2023年中國市場的車載前裝ADAS激光雷達(dá)出貨量達(dá)到約80萬臺。

不過相比于激光雷達(dá)快速增長的應(yīng)用規(guī)模，以及它本身不算便宜的成本，激光雷達(dá)的作用還沒有完全被發(fā)揮出來。一位大疆車載工程師評價(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3千塊錢成本，兩顆算6千，它有沒有發(fā)揮出，對應(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)是并沒看出太大的區(qū)別?！惯@也是大疆車載選擇入局這類傳感器的原因。

今年3月，大疆車載在中國電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上發(fā)布了「慣導(dǎo)三目及激光雷達(dá)總成」技術(shù)，簡稱「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，讓這兩類技術(shù)充分互補(bǔ)，既降低成本，也提升體驗(yàn)。大疆車載希望以新一代的「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，能夠做到千里級少于一次接管，在城區(qū)路段能做到百公里級少于一次接管。

「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%，大疆車載計(jì)劃在2025年底/2026年初量產(chǎn)激目。激目方幫助大疆車載落地L3級有條件自動(dòng)駕駛解決方案，是他們面向更高等級智駕的最新探索。

「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)，再加上大疆車載特色的慣導(dǎo)立體雙目視覺傳感器。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，過去「攝像頭+激光雷達(dá)」的組合需要整車標(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。所謂前融合，是數(shù)據(jù)在時(shí)間和空間層面對齊。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；空間同步，兩個(gè)傳感器在不同的位置，根據(jù)相對位置，將它們轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，對齊圖像信息和點(diǎn)云信息。

常見的激光雷達(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，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，智駕軟件升級的時(shí)候也會(huì)一起升級激光處理軟件算法。

大疆車載表示，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)微秒級同步誤差，作為對比，常見的分離式方案同步誤差一般是毫秒級?？臻g誤差，則來自兩個(gè)傳感器在坐標(biāo)系里的相對位置關(guān)系。如果傳感器分開安裝，標(biāo)定一般涉及3個(gè)環(huán)節(jié)：

在整車工站，傳感器裝到車上時(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)的相對位置關(guān)系；

量產(chǎn)賣車階段，車在行駛過程中，傳感器受振動(dòng)、溫度影響，這個(gè)時(shí)候需要在線標(biāo)定相對位置關(guān)系；

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

這種標(biāo)定方式，會(huì)讓兩種傳感器的對齊精度更大程度地受到環(huán)境影響，相對而言誤差也會(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，測量出雙目攝像頭和激光雷達(dá)的相對關(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的對齊精度。

把激光雷達(dá)塞進(jìn)艙內(nèi)，一共分幾步？

基于激目方案，大疆車載希望把激光雷達(dá)這類傳感器塞進(jìn)塞進(jìn)汽車座艙內(nèi)。如果跟隨當(dāng)前激光雷達(dá)位于前擋兩側(cè)或者車頂?shù)牟渴?，激光雷達(dá)容易受到磕碰或者臟污。將激光雷達(dá)裝在車艙內(nèi)，則要安全簡潔很多，除了不用在車頂挖一個(gè)洞來部署激光雷達(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。原來可以測距200米，衰減之后變成150米。大疆車載方面，主要是通過算法來降低對激光性能的要求，目前其提到，只要汽車的前擋玻璃透光率大于70%就能滿足要求，不需要額外的玻璃工藝或者鍍膜。

大疆車載也對市面上的車型進(jìn)行了測試，大部分車型的前擋玻璃通過率都大于70%。

千公里級一次接管，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)測車輛的位置朝向以及軌跡，從而提升車輛在城區(qū)過路口時(shí)與其他車的交互、博弈的通行能力。

高速場景上，能提升高速ACC、車啟停的體驗(yàn)。

提升夜晚、雨天的視覺能力。夜晚有嚴(yán)重的眩光、雨天有地面濕滑的情況，通過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、雨天場景下的視覺表現(xiàn)。

大疆車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等級自動(dòng)駕駛能力下放至25萬左右級別的車型上。