頭圖來源:蔚來官方
作者 | 吳曉宇
編輯 | 王妍
自2021年以來,曾被特斯拉CEO埃隆·馬斯克吐槽是“昂貴且無用”的激光雷達(dá),在自動(dòng)駕駛新一輪軍備競(jìng)賽中,從蔚來、理想、威馬、哪吒到極狐、阿維塔等多個(gè)品牌,不少面向2022年汽車市場(chǎng)的新車紛紛搭載了激光雷達(dá)產(chǎn)品,并成為車企主打高端、智能化的新賣點(diǎn)。
事實(shí)上,在2021年年初,蔚來就最早打響了激光雷達(dá)之戰(zhàn)。彼時(shí)蔚來正式發(fā)布ET7車型,并宣布搭載一顆最遠(yuǎn)探測(cè)距離500米的激光雷達(dá)。這也是第一個(gè)量產(chǎn)上車的高性能激光雷達(dá)。
“我們選用的這一顆前向激光雷達(dá),水平方向FOV120度,最遠(yuǎn)探測(cè)距離500米,它是目前已經(jīng)量產(chǎn)的激光雷達(dá)中看得最遠(yuǎn)的,能解決用車場(chǎng)景絕大多數(shù)問題?!蔽祦碇悄苡布笨偛冒讋θ绱私榻B蔚來Aquila超感系統(tǒng)。
他表示,在其他位置,蔚來搭載的側(cè)向激光雷達(dá),多用于無保護(hù)左轉(zhuǎn)、Cut-in(加塞)等場(chǎng)景。這時(shí)車速比較低,由四顆側(cè)向8M攝像頭和四顆環(huán)式攝像頭組成的視覺系統(tǒng),可以提供比較足夠的深度信息,再加上瞭望塔式結(jié)構(gòu),能夠幫助車輛處理測(cè)試補(bǔ)盲的場(chǎng)景。
在白劍看來,正是因?yàn)楫?dāng)前技術(shù)條件下的純視覺方案解決不了一些深度信息的問題,“所以我們需要借助激光雷達(dá)的幫助?!?/p>
不過對(duì)于搭載激光雷達(dá)的位置和數(shù)量,各家方案卻不盡相同。幾個(gè)月前,集度發(fā)布的雙激光雷達(dá)方案,引發(fā)了理想汽車創(chuàng)始人李想、集度汽車CEO夏一平以及小鵬汽車董事長(zhǎng)何小鵬三方的討論。在去年的廣州車展上,機(jī)甲龍更是喊出“4顆以下,請(qǐng)別說話”。
白劍認(rèn)為,蔚來的優(yōu)勢(shì)在于自研自動(dòng)駕駛技術(shù),包括硬件、操作系統(tǒng)、算法和激光雷達(dá)深度定制。蔚來的電路板是與圖達(dá)通聯(lián)合設(shè)計(jì)完成。“如果僅僅是從供應(yīng)商那兒買一個(gè)激光雷達(dá)放到車上,它的發(fā)揮效果各方面必然會(huì)打折扣。”
今年三季度,蔚來將開啟交付NOP+增強(qiáng)領(lǐng)航輔助功能。白劍介紹稱,在激光雷達(dá)的加持下,車輛對(duì)于各類目標(biāo)的檢測(cè)距離會(huì)更強(qiáng),看得更遠(yuǎn)也更準(zhǔn)。“所有依賴前向感知的功能都能從中獲益?!?/strong>
白劍于2020年11月加入蔚來汽車,目前在蔚來主要負(fù)責(zé)智能硬件研發(fā)。此前,白劍曾任OPPO硬件總監(jiān)、小米芯片和前瞻研究部門總經(jīng)理。
蔚來方面告訴未來汽車日?qǐng)?bào),白劍是蔚來高P序列中的一員。P序列是蔚來的專業(yè)發(fā)展通道,蔚來P5相當(dāng)于阿里P10,P5以上即算高P,意味著全球權(quán)威人才和行業(yè)突破者。
以下是白劍接受未來汽車日?qǐng)?bào)等媒體采訪時(shí)的對(duì)話:
Q:包括蔚來在內(nèi)的很多車企選擇的都是混合固態(tài)激光雷達(dá),主要考慮因素是什么?相對(duì)于機(jī)械旋轉(zhuǎn),純固態(tài)的優(yōu)勢(shì)是什么?
白劍:純機(jī)械激光雷達(dá),由于成本和性能的原因,可能會(huì)慢慢淡出。
純固態(tài)激光雷達(dá)所有發(fā)射和接收全部是由發(fā)射系統(tǒng)來完成,現(xiàn)在的混合固態(tài)有點(diǎn)取巧的意思,利用轉(zhuǎn)動(dòng)部件。舉個(gè)例子,如果說要一萬個(gè)點(diǎn),就要有一萬個(gè)純固態(tài)發(fā)射光源。如果是混合固態(tài)激光雷達(dá),只需要幾百個(gè)甚至幾個(gè),但是可以通過轉(zhuǎn)動(dòng),把每次發(fā)射的東西打到不同地方去。這是用時(shí)間換空間的一個(gè)做法。
純固態(tài)激光雷達(dá)非常昂貴,而且體積很大,很難上車。雖然大家都認(rèn)可固態(tài)激光雷達(dá)的趨勢(shì),但目前技術(shù)上還不成熟,尚需要時(shí)間,讓整個(gè)行業(yè)、供應(yīng)鏈逐步發(fā)展,去催熟它。
在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間里,混合固態(tài)是可量產(chǎn)的主雷達(dá)中,性能最高的?;旌瞎虘B(tài)方面,不管是振鏡還是機(jī)械方式,成本上可能略有差距,但效果差距已經(jīng)不是特別大,大家還是需要關(guān)注是不是能做到“看得遠(yuǎn)、看得清、看得穩(wěn)”。
Q:激光雷達(dá)目前在整體成本中大概是什么情況?未來是否還有繼續(xù)下降的空間?
白劍:激光雷達(dá)確實(shí)很貴,但是沒有貴到像國外友商老板所提到的那樣。
中國供應(yīng)鏈的能力、設(shè)計(jì)水平,都特別擅長(zhǎng)做這件事(讓激光雷達(dá)成本持續(xù)下降)?,F(xiàn)在蔚來NT2上的激光雷達(dá)成本確實(shí)不菲,隨著量產(chǎn)規(guī)?;院螅锌捎^的下沉空間和力度。我們非常期待持續(xù)、快速的成本優(yōu)化節(jié)奏。
Q:對(duì)于自動(dòng)駕駛的決策環(huán)節(jié)來說,不同傳感器感知到的信息是否具有不同的優(yōu)先級(jí),蔚來的策略是什么?激光雷達(dá)需要綜合哪些因素?
白劍:蔚來現(xiàn)在的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)里,優(yōu)先級(jí)最高的是激光雷達(dá)和11個(gè)攝像頭,包括7個(gè)800萬像素自動(dòng)駕駛高清攝像頭和4個(gè)300萬像素高感光環(huán)視專用攝像頭,基本上所有的場(chǎng)景都在使用。從自動(dòng)駕駛系統(tǒng)開發(fā)的第一天起,就分配好了時(shí)間怎么同步、像素怎么對(duì)齊、幀上怎么對(duì)齊。
來源:蔚來
Q:激光雷達(dá)和攝像頭感知是如何分配的,決策層級(jí)誰更高,或者當(dāng)兩者感知不一樣的時(shí)候,誰擁有最終的決策?
白劍:算法模型會(huì)獨(dú)立處理不同傳感器的數(shù)據(jù),然后在融合模塊進(jìn)行處理。
Q:蔚來激光雷達(dá)和視覺攝像頭的融合方面,和一般的友商比較如何?
白劍:激光雷達(dá)和視覺,必須進(jìn)行深度融合。蔚來自研自動(dòng)駕駛技術(shù),包括硬件、操作系統(tǒng)、算法和激光雷達(dá)深度定制。
蔚來整個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)里,先是設(shè)定系統(tǒng)級(jí)的需求,包括從算法、自動(dòng)駕駛或者輔助駕駛的角度看我們需要怎樣的融合方式;再分解到各個(gè)子系統(tǒng),包括激光雷達(dá)要達(dá)到自己的設(shè)計(jì)目標(biāo);一旦設(shè)計(jì)好了之后,系統(tǒng)級(jí)的聯(lián)調(diào)必不可少,聯(lián)調(diào)過程包括融合、內(nèi)外參的標(biāo)定、所有信息對(duì)齊、時(shí)間融合等。
Q: 幾乎所有的新勢(shì)力車企都在布局自己的雷達(dá)事業(yè),對(duì)于自研和合作,蔚來是怎么看的?
白劍:蔚來不可能做所有的事情,我們首先是一個(gè)主機(jī)廠。對(duì)于我們來說,非常關(guān)鍵的零部件或者ECU,我們更愿意跟合作伙伴共同成長(zhǎng)、深度定制和開發(fā)。
Q:市面上有一些激光器很多的激光雷達(dá),甚至看到多達(dá)128個(gè)的這種宣傳,請(qǐng)問這種雷達(dá)與蔚來的相比,原理有什么不同,優(yōu)劣勢(shì)又在哪里?
白劍:激光雷達(dá)是否能看得清與分辨率有關(guān),跟激光器的點(diǎn)數(shù)也有一定關(guān)系,但沒有必然關(guān)系。激光器的點(diǎn)數(shù)少,但讓電機(jī)轉(zhuǎn)得快一點(diǎn),掃描快一些,一樣可以做到高分辨率?;氐奖举|(zhì)上,我們一定要看分辨率。
128點(diǎn),就是128條線,壞了一個(gè)點(diǎn)就少了一條線,變成127線。如果一個(gè)感知,激光每一幀的圖像都少一條線,那條線上正好是掃描一個(gè)非常關(guān)鍵的要素點(diǎn),這對(duì)感知來說是非常可怕的事情。
激光雷達(dá)點(diǎn)數(shù)并非越多越好,而是分辨率越高越好、可靠性越高越好。
Q:蔚來自動(dòng)駕駛的方案是不是最優(yōu)的,這種布局方案是否還是有缺陷?
整個(gè)自動(dòng)駕駛算法是持續(xù)演進(jìn)的,現(xiàn)階段實(shí)測(cè)下來最優(yōu)的方案,并不代表未來會(huì)一直使用。從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來看,人工智能水平和芯片能力會(huì)越來越強(qiáng),傳感器的能力也越來越強(qiáng)。這種趨勢(shì)下,拿掉一些傳感器或增加一些傳感器,都是有可能的。蔚來比較重視創(chuàng)新研發(fā),我們不認(rèn)為這套系統(tǒng)可以包打天下,而是會(huì)持續(xù)演進(jìn)的。
來源:蔚來
Q:鑒于目前蔚來采用多傳感與融合視覺感知的路線,之后會(huì)選擇純視覺感知的路線嗎?
白劍:在我能看到的時(shí)間點(diǎn)上,我認(rèn)為不會(huì)。未來至少五六年時(shí)間,我們很難讓2D攝像頭的信息達(dá)到人眼那么好的瞬間計(jì)算深度,聚焦、自動(dòng)變焦等性能。我們還是需要仰仗融合方式,用1+1>2的方式無限逼近人的眼睛,讓算法和算力系統(tǒng)無限逼近人腦,我相信只有這樣才是自動(dòng)駕駛的解決方案。
Q: 評(píng)判一款車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)的好壞有幾個(gè)維度,需要考慮哪些具體的參數(shù)和功能?作為一位普通的消費(fèi)者有沒有辦法可以識(shí)別出一款激光雷達(dá)的好壞?
白劍:我們?cè)u(píng)判激光雷達(dá)主要看是否能夠看得遠(yuǎn)、看得清、看得穩(wěn)。
Q: 單顆激光雷達(dá)是否能保證安全的冗余和高級(jí)別自動(dòng)駕駛探測(cè)的需求?
白劍:整個(gè)自動(dòng)駕駛的冗余不是單靠激光雷達(dá)來完成的,我們現(xiàn)在整個(gè)NAD的系統(tǒng)設(shè)計(jì)上,從算法、軟件、硬件,再到接收器,全部要考慮功能安全的設(shè)計(jì),這是一個(gè)系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)。
舉個(gè)例子,蔚來NAD的控制器上,芯片就有四顆,它們兩兩互為備份。如果激光雷達(dá)壞了以后,整個(gè)系統(tǒng)還能依靠這些硬件進(jìn)行功能安全條件下的使用。我們要保證激光雷達(dá)一旦出現(xiàn)問題之后,系統(tǒng)還能維持我們的操作,達(dá)到安全目標(biāo)。
來源:蔚來
Q: 激光雷達(dá)的壽命如何,和全車的生命周期相比,是否激光雷達(dá)提前退役,中途需要更換?
白劍:蔚來上車的每一個(gè)零件都有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),其中一項(xiàng)是使用年限,激光雷達(dá)也一樣。激光雷達(dá)經(jīng)過嚴(yán)苛的耐久性測(cè)試,從系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)來看,它沒有非常脆弱的部件以至于要提前退役。激光雷達(dá)和整車其他零部件是一樣的質(zhì)量要求。
Q:有一些用車環(huán)境可能比較惡劣,用戶不洗車、不愛車、不懂車。在這種情況下,激光雷達(dá)穩(wěn)定性如何,內(nèi)部有做過哪些測(cè)試?售后成本是多少?
白劍:激光雷達(dá)系統(tǒng)會(huì)自檢,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)也會(huì)做系統(tǒng)級(jí)自檢。它們有判斷標(biāo)準(zhǔn),如果激光雷達(dá)上有泥點(diǎn)或者臟污,這些東西已經(jīng)遮蓋到一定比例,從而導(dǎo)致點(diǎn)云質(zhì)量已經(jīng)下降到了系統(tǒng)難以承受的程度,蔚來會(huì)提醒用戶,“激光雷達(dá)上面的窗口有臟污,請(qǐng)您去清洗一下”。我們也比較貼心地為用戶準(zhǔn)備好清洗套裝,海綿一樣的刷子,用戶把它擦干凈就好,沒有任何成本問題。
如果激光雷達(dá)安裝在保險(xiǎn)杠附近,路上碎石子飛濺,把激光雷達(dá)撞碎了,容易產(chǎn)生維修問題。另外一類是刮蹭、磕碰,車子的左右后視鏡或者保險(xiǎn)杠容易蹭到。但蔚來“瞭望塔”布局位于車頂,可以避免很多上述問題。
另外,蔚來所有的激光雷達(dá)外膜都有大概3-4um厚的硬化膜,萬一有非常小概率事件發(fā)生,如輕微的小石子碰到碰到車頂?shù)募す饫走_(dá),我們測(cè)試過不會(huì)影響激光雷達(dá)使用的性能,不需要去維修,用戶可以放心使用。
Q:整車下線時(shí),如何對(duì)傳感器進(jìn)行檢測(cè)和校正,對(duì)生產(chǎn)的節(jié)拍有什么影響?
白劍:激光雷達(dá)組裝線有出廠檢測(cè),我們還會(huì)測(cè)試激光雷達(dá)所有標(biāo)定的參數(shù)、做老化測(cè)試。裝車以后,我們還會(huì)進(jìn)行外參標(biāo)定測(cè)試,整車級(jí)別檢測(cè)。其中,外參標(biāo)定測(cè)試,即激光雷達(dá)、攝像頭和整車系統(tǒng),在三維坐標(biāo)下能夠達(dá)到一致。
具體來說,攝像頭看到視野的某一個(gè)方向,假設(shè)左前方兩百米有一棵樹它在視野水平多少度、垂直多少度,那激光雷達(dá)看到的必須也是在水平多少、垂直多少,我們會(huì)定義偏差可被允許的范圍,超過這個(gè)范圍就不合格了。
舉例的這個(gè)測(cè)試只是成百上千項(xiàng)測(cè)試中的一項(xiàng),我們會(huì)通過非常嚴(yán)苛的測(cè)試和標(biāo)定動(dòng)作,保證整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間和空間維度都是嚴(yán)格同步去工作的。
Q: 下半年交付的NOP+會(huì)在什么地方使用到激光雷達(dá)?
白劍:NOP+將會(huì)在三季度開啟交付。在激光雷達(dá)的加持下,對(duì)于各類目標(biāo)的檢測(cè)距離會(huì)更強(qiáng),看得更遠(yuǎn)也更準(zhǔn)。所有依賴前向感知的功能都能從中獲益。
在用戶的日常用車過程中,最直接、最高頻能感受到的體驗(yàn)提升是:跟車時(shí)加減速會(huì)更平順;前方出現(xiàn)慢車時(shí),自車的減速會(huì)更及時(shí)也會(huì)更舒適;被他車切入時(shí),減速的時(shí)機(jī)以及舒適度也會(huì)更好。整體的加減速表現(xiàn)更像人類駕駛員。
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作者:吳曉宇
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