12月21日,中國汽車工業(ye) 協會(hui) 主辦的T10 ICV CTO峰會(hui) 在上海召開,華為(wei) 首次麵向行業(ye) 正式發布車規級高性能激光雷達產(chan) 品和解決(jue) 方案。同時,愛卡汽車獲悉,HBT車型將成為(wei) 首款搭載華為(wei) 激光雷達方案的智能電動車,該車型將於(yu) 明年發布亮相。
極狐HBT是ARCFOX極狐聯合華為(wei) 打造的全新高性能智能電動汽車,將搭載3顆96線車規級激光雷達,6個(ge) 毫米波雷達,12個(ge) 攝像頭,13個(ge) 超聲波雷達,同時搭載算力可達352Tops的華為(wei) 芯片。據悉,華為(wei) 此次發布的車規級高性能激光雷達,正是極狐HBT所量產(chan) 搭載的96線中長距激光雷達產(chan) 品。
華為(wei) 激光雷達產(chan) 品的研發始於(yu) 2016年,通過訪問車企,傾(qing) 聽對激光雷達產(chan) 品的需求,同時遍尋產(chan) 業(ye) 鏈廠家,經過半年的調研,華為(wei) 明確了方向:要做一款高性能、車規級、能夠大規模量產(chan) 的激光雷達。基於(yu) 此定位,激光雷達團隊啟動“爬北坡戰略”。眾(zhong) 所周知,從(cong) 珠穆朗瑪峰北坡登頂要比南坡困難許多。華為(wei) 一開始就選擇了麵向乘用車的前裝量產(chan) 的產(chan) 品化開發,而沒有選擇從(cong) 傳(chuan) 統旋轉機械式激光雷達切入,前者難度要高很多。
相比毫米波雷達和攝像頭,激光雷達在目標輪廓測量、角度測量、光照穩定性、通用障礙物檢出等方麵都具有極佳的能力。而在難點場景下,例如城區非規範行人、非規範道路,甚至是非規範駕駛的行為(wei) ,急需激光雷達來解決(jue) 。可以說激光雷達是解決(jue) 連續自動駕駛體(ti) 驗的關(guan) 鍵傳(chuan) 感器,其帶來的智能駕駛體(ti) 驗將遠超任何一個(ge) 已商用的智能駕駛係統。
激光雷達首先要解決(jue) 實際行駛過程中的難點場景
遠距小障礙物,毫米波雷達的角分辨率不夠,攝像頭對遠端的通用障礙物識別不夠,而這種場景下激光雷達就可能及時識別。近距離加塞,這種場景在中國道路上尤其常見,毫米波雷達的角分辨率不夠,攝像頭通常來說需累計多幀,需要幾百毫秒才可以確認加塞,而激光雷達由於(yu) 精確的角度測量能力和輪廓測量能力,可以2-3幀確認加塞,百毫秒內(nei) 做出判斷。
同樣的原因,對於(yu) 近端突出物,毫米波雷達和攝像頭相對不足,而激光雷達可以做出快速判斷。隧道場景,攝像頭在光線亮度發生突然變換的場景有致盲情況發生,而毫米波雷達一般不識別靜止物體(ti) ,如果隧道口剛好有一個(ge) 靜止車輛,這時就需要激光雷達的準確識別能力。
十字路口無保護左拐場景對激光雷達的大角度全視場測量能力有很大考驗,需要同時滿足大視場和遠距測量能力。地庫場景,毫米波雷達由於(yu) 多徑反射性能不佳,而光線強弱變化又會(hui) 影響攝像頭的性能,這時激光雷達獨特的優(you) 勢就可以得到發揮。
在對激光雷達要應對的獨特場景做了充分的分析後,華為(wei) 進一步確認激光雷達的規格定義(yi) ,總結為(wei) :高速場景要看的遠,需要看到200米之外的車,這決(jue) 定了激光雷達的測距規格;複雜路口要看的寬,這決(jue) 定了激光雷達的水平FOV;近端要很好的應對加塞並看到突出物,這就決(jue) 定了激光雷達的垂直FOV。
基於(yu) 場景分析,華為(wei) 設計、開發了這款96線中長距激光雷達產(chan) 品,可以實現城區行人車輛檢測覆蓋,並兼具高速車輛檢測能力,更符合中國複雜路況下的場景。大視野120°×25°,應對城區、高速等場景的人、車測距訴求;全視野中,水平、垂直線束均勻分布,不存在拚接、抖動等情況,形成穩定的點雲(yun) 對後端感知算法非常友好;小體(ti) 積,適合前裝量產(chan) 車型需求。
激光雷達是一款光機電一體(ti) 化的產(chan) 品,需要光機電多領域深度整合。得益於(yu) ICT領域光學設計、信號處理、整機工程等長期積累,華為(wei) 重構了激光雷達的核心部件,包括發送模塊,接收模塊和掃描器,比如選擇微轉鏡掃描器架構,不是簡單的做微轉鏡,而是解構了電機、軸承等關(guan) 鍵部件,通過精準的掃描控製,提升點雲(yun) 精度的穩定性與(yu) 一致性。
收發端通過精準的光路控製,精巧的電路設計來提升收發模塊的光電轉換效率,而這,也是華為(wei) 重點投入的方向。滿足性能僅(jin) 是車規級激光雷達的第一步,真正做到車規級,還麵臨(lin) 諸多可靠性問題。華為(wei) 車載激光雷達的可靠性不僅(jin) 來源於(yu) 車規級器件選型、還依賴整體(ti) 架構設計以及海量可靠性測試驗證。
基於(yu) 不同的場景要求激光雷達配置方案也有差別
僅(jin) 麵向高速巡航的場景,配置一個(ge) 前向激光雷達可以很好的應對龍門架、隧道場景、ETC抬杆等問題,目前有安裝在前保險杠和車頂兩(liang) 種位置的趨勢。如果要實現從(cong) 家到公司全場景連續性智能駕駛體(ti) 驗,則必須解決(jue) 城區巡航、園區泊車等諸多挑戰。例如大路口複雜交通情況,快遞小哥騎摩托車、行人亂(luan) 穿馬路這種場景,需要配置3個(ge) 激光雷達,實現300°基本無死角的覆蓋。
除造型、布置外,清洗、加熱是激光雷達解決(jue) 方案必須要考慮的另外兩(liang) 個(ge) 功能。在激光雷達被髒汙覆蓋的場景下,可使用智能清洗係統,華為(wei) 做了大量測試來驗證不同的噴嘴、不同的位置、不同水壓的清洗效果。由於(yu) 行駛過程中也需要清洗,為(wei) 了很好地測試這個(ge) 場景,華為(wei) 自主設計了智能清洗風洞係統,模擬在130km/h速度下的清洗能力,然後再測試不同的噴嘴和壓力對清洗效果的影響。
除了智能清洗係統外,華為(wei) 也開發了智能加熱係統。在被霜、霧、凝露、薄冰覆蓋的場景,激光雷達內(nei) 置的智能加熱係統會(hui) 自動啟動。依托在光通訊領域積累的精密製造能力以及先進工藝裝備實驗室,華為(wei) 快速建立了第一條車規級激光雷達的Pilot產(chan) 線。麵向百萬(wan) 級量產(chan) 需求,華為(wei) 已按照年產(chan) 10萬(wan) 套/線在推進,以適應未來大規模量產(chan) 需求。