中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)主辦的T10 ICV CTO峰會(huì)在上海召開，華為首次面向行業(yè)正式發(fā)布車規(guī)級(jí)高性能激光雷達(dá)產(chǎn)品和解決方案。華為融合感知產(chǎn)品部總經(jīng)理段忠毅圍繞高性能、車規(guī)級(jí)、規(guī)模量產(chǎn)，對(duì)激光雷達(dá)產(chǎn)品和解決方案進(jìn)行了全面的闡述。
華為融合感知產(chǎn)品部總經(jīng)理段忠毅
相比毫米波雷達(dá)和攝像頭，激光雷達(dá)在目標(biāo)輪廓測(cè)量、角度測(cè)量、光照穩(wěn)定性、通用障礙物檢出等方面都具有極佳的能力。而在難點(diǎn)場(chǎng)景下，例如城區(qū)非規(guī)范行人、非規(guī)范道路，甚至是非規(guī)范駕駛的行為，急需激光雷達(dá)來(lái)解決?？梢哉f(shuō)激光雷達(dá)是解決連續(xù)自動(dòng)駕駛體驗(yàn)的關(guān)鍵傳感器，其帶來(lái)的智能駕駛體驗(yàn)將遠(yuǎn)超任何一個(gè)已商用的智能駕駛系統(tǒng)。
華為激光雷達(dá)產(chǎn)品的研發(fā)始于2016年，該團(tuán)隊(duì)訪問(wèn)了大量的TOP車企，傾聽對(duì)激光雷達(dá)產(chǎn)品的需求，同時(shí)遍尋產(chǎn)業(yè)鏈廠家，經(jīng)過(guò)半年的調(diào)研明確了方向：要做一款高性能、車規(guī)級(jí)、能夠大規(guī)模量產(chǎn)的激光雷達(dá)，基于此定位，激光雷達(dá)團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)“爬北坡戰(zhàn)略”。
眾所周知，從珠穆朗瑪峰北坡登頂要比南坡困難許多。華為一開始就選擇了面向乘用車的前裝量產(chǎn)的產(chǎn)品化開發(fā)，而沒(méi)有選擇從傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械式激光雷達(dá)切入，前者難度要高很多。
■激光雷達(dá)首先要解決實(shí)際行駛過(guò)程中的難點(diǎn)場(chǎng)景
遠(yuǎn)距小障礙物，毫米波雷達(dá)的角分辨率不夠，攝像頭對(duì)遠(yuǎn)端的通用障礙物識(shí)別不夠，而這種場(chǎng)景下激光雷達(dá)就可能及時(shí)識(shí)別。
近距離加塞，這種場(chǎng)景在中國(guó)道路上尤其常見，毫米波雷達(dá)的角分辨率不夠，攝像頭通常來(lái)說(shuō)需累計(jì)多幀，需要幾百毫秒才可以確認(rèn)加塞，而激光雷達(dá)由于精確的角度測(cè)量能力和輪廓測(cè)量能力，可以2-3幀確認(rèn)加塞，百毫秒內(nèi)做出判斷。
同樣的原因，對(duì)于近端突出物，毫米波雷達(dá)和攝像頭相對(duì)不足，而激光雷達(dá)可以做出快速判斷。
隧道場(chǎng)景，攝像頭在光線亮度發(fā)生突然變換的場(chǎng)景有致盲情況發(fā)生，而毫米波雷達(dá)一般不識(shí)別靜止物體，如果隧道口剛好有一個(gè)靜止車輛，這時(shí)就需要激光雷達(dá)的準(zhǔn)確識(shí)別能力。
十字路口無(wú)保護(hù)左拐?qǐng)鼍皩?duì)激光雷達(dá)的大角度全視場(chǎng)測(cè)量能力有很大考驗(yàn)，需要同時(shí)滿足大視場(chǎng)和遠(yuǎn)距測(cè)量能力。
地庫(kù)場(chǎng)景，毫米波雷達(dá)由于多徑反射性能不佳，而光線強(qiáng)弱變化又會(huì)影響攝像頭的性能，這時(shí)激光雷達(dá)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)就可以得到發(fā)揮。
在對(duì)激光雷達(dá)要應(yīng)對(duì)的獨(dú)特場(chǎng)景做了充分的分析后，華為進(jìn)一步確認(rèn)激光雷達(dá)的規(guī)格定義，總結(jié)為：
高速場(chǎng)景要看的遠(yuǎn)，需要看到200米之外的車，這決定了激光雷達(dá)的測(cè)距規(guī)格。
復(fù)雜路口要看的寬，這決定了激光雷達(dá)的水平FOV。
近端要很好的應(yīng)對(duì)加塞并看到突出物，這就決定了激光雷達(dá)的垂直FOV。
基于場(chǎng)景分析，華為設(shè)計(jì)、開發(fā)了這款96線中長(zhǎng)距激光雷達(dá)產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)城區(qū)行人車輛檢測(cè)覆蓋，并兼具高速車輛檢測(cè)能力，更符合中國(guó)復(fù)雜路況下的場(chǎng)景。
大視野120°×25°，應(yīng)對(duì)城區(qū)、高速等場(chǎng)景的人、車測(cè)距訴求
全視野中，水平、垂直線束均勻分布，不存在拼接、抖動(dòng)等情況，形成穩(wěn)定的點(diǎn)云對(duì)后端感知算法非常友好
小體積，適合前裝量產(chǎn)車型需求
激光雷達(dá)是一款光機(jī)電一體化的產(chǎn)品，需要光機(jī)電多領(lǐng)域深度整合。得益于ICT領(lǐng)域光學(xué)設(shè)計(jì)、信號(hào)處理、整機(jī)工程等長(zhǎng)期積累，華為重構(gòu)了激光雷達(dá)的核心部件，包括發(fā)送模塊，接收模塊和掃描器，比如：
華為選擇微轉(zhuǎn)鏡掃描器架構(gòu)，不是簡(jiǎn)單的做微轉(zhuǎn)鏡，而是解構(gòu)了電機(jī)、軸承等關(guān)鍵部件，通過(guò)精準(zhǔn)的掃描控制，提升點(diǎn)云精度的穩(wěn)定性與一致性。
收發(fā)端通過(guò)精準(zhǔn)的光路控制，精巧的電路設(shè)計(jì)來(lái)提升收發(fā)模塊的光電轉(zhuǎn)換效率，而這，也是華為重點(diǎn)投入的方向。
滿足性能僅是車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)的第一步，真正做到車規(guī)級(jí)，還面臨諸多可靠性問(wèn)題。華為車載激光雷達(dá)的可靠性不僅來(lái)源于車規(guī)級(jí)器件選型、還依賴整體架構(gòu)設(shè)計(jì)以及海量可靠性測(cè)試驗(yàn)證。
電機(jī)作為核心部件，車規(guī)能力一直是行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，華為憑借了20年深厚的機(jī)電能力積累和25億次電機(jī)可靠性測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了滿足車規(guī)要求的激光雷達(dá)掃描電機(jī)。
針對(duì)車規(guī)要求的高低溫濕熱，水壓、振動(dòng)、鹽霧、人眼安全、EMC（電磁兼容）、碎石沖擊等場(chǎng)景，華為都嚴(yán)格按照ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，甚至基于TOP車企的特殊要求，做了更加嚴(yán)苛的測(cè)試。華為有信心成為全球第一個(gè)真正車規(guī)的高線束激光雷達(dá)的供應(yīng)商。
另外，華為激光雷達(dá)產(chǎn)品的定位是前裝量產(chǎn)，必然要考慮激光雷達(dá)實(shí)際安裝適配問(wèn)題，如安裝數(shù)量、安裝位置，以及在運(yùn)行中碰到的環(huán)境適應(yīng)性問(wèn)題。
目前，華為已有多個(gè)車型的配套經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于造型匹配、安裝位置以及環(huán)境工程領(lǐng)域都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
基于不同的場(chǎng)景要求
激光雷達(dá)配置方案也有差別
僅面向高速巡航的場(chǎng)景，配置一個(gè)前向激光雷達(dá)可以很好的應(yīng)對(duì)龍門架、隧道場(chǎng)景、ETC抬桿等問(wèn)題，目前有安裝在前保險(xiǎn)杠和車頂兩種位置的趨勢(shì)。
如果要實(shí)現(xiàn)從家到公司全場(chǎng)景連續(xù)性智能駕駛體驗(yàn)，則必須解決城區(qū)巡航、園區(qū)泊車等諸多挑戰(zhàn)。例如大路口復(fù)雜交通情況，快遞小哥騎摩托車、行人亂穿馬路這種場(chǎng)景，需要配置3個(gè)激光雷達(dá)，實(shí)現(xiàn)300°基本無(wú)死角的覆蓋。
除造型、布置外，清洗、加熱是激光雷達(dá)解決方案必須要考慮的另外兩個(gè)功能。
在激光雷達(dá)被臟污覆蓋的場(chǎng)景下，可使用智能清洗系統(tǒng)，華為做了大量測(cè)試來(lái)驗(yàn)證不同的噴嘴、不同的位置、不同水壓的清洗效果。由于行駛過(guò)程中也需要清洗，為了很好地測(cè)試這個(gè)場(chǎng)景，華為自主設(shè)計(jì)了智能清洗風(fēng)洞系統(tǒng)，模擬在130km/h下清洗能力，然后再測(cè)試不同的噴嘴和壓力對(duì)清洗效果的影響，得到寶貴的一手?jǐn)?shù)據(jù)。
除了智能清洗系統(tǒng)外，華為也開發(fā)了智能加熱系統(tǒng)。在被霜、霧、凝露、薄冰覆蓋的場(chǎng)景，激光雷達(dá)內(nèi)置的智能加熱系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。
依托在光通訊領(lǐng)域積累的精密制造能力以及先進(jìn)工藝裝備實(shí)驗(yàn)室，華為快速建立了第一條車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)的第一條Pilot產(chǎn)線。面向百萬(wàn)級(jí)量產(chǎn)需求，華為已按照年產(chǎn)10萬(wàn)套/線在推進(jìn)，以適應(yīng)未來(lái)大規(guī)模量產(chǎn)需求。
過(guò)去兩年時(shí)間，華為激光雷達(dá)完成了產(chǎn)品的場(chǎng)景需求定義、開發(fā)設(shè)計(jì)，在測(cè)試驗(yàn)證、生產(chǎn)制造也有了充分的積累。華為希望把激光雷達(dá)帶入每一輛車，開啟智能駕駛新時(shí)代。來(lái)源：中國(guó)汽車報(bào)
