你是我的第三只眼?蔚来ET7的激光雷达究竟有多神

技术 发布于:2022-06-23 12:09:01

最近两年的汽车辅助驾驶功能可以说是有了一个大的跃升,无论是软件功能还是硬件都和过去有明显的代差。

当国外还在纠结有没有必要使用激光雷达时,国内车企已经接二连三的推出带激光雷达功能的新车,目前上市交付的就有小鹏P5和蔚来ET7,关于激光雷达有什么具体作用,表现如何,我们还是比较陌生,刚好蔚来举行了一场沟通会,详细介绍了激光雷达的一些事,在这里给大家做个分享。

快速了解ET7硬件

在辅助驾驶硬件上,蔚来ET7封闭式前脸LOGO下方有一个前置环视摄像头、两侧外后视镜和尾部尾门开启处分别有三个环视摄像头,合计共四个环视摄像头。同时,前脸还配有三个毫米波雷达,后方尾部有两个毫米波雷达。

为了进一步提升自动驾驶性能,蔚来在ET7引入了激光雷达。激光雷达开创式的采用暸望塔式的传感器布局,按照蔚来的说法,这是目前全世界看得最远、最清晰的量产激光雷达。激光雷达两侧则是两个摄像头,车顶后部上方同样还有一个摄像头,传感器视野将更加开阔。

另外,蔚来ET7在前方左右翼子板上分别配有一枚摄像头,为车辆辅助驾驶功能摄像头之一,实现了最佳视野位置+超广视角+超高分辨率+超远探测距离的能力。

因此,蔚来ET7在自动辅助驾驶方面全车是配有33个高性能感知硬件,包括 11个800万像素高清摄像头、1个超远距离高精度激光雷达、5个毫米波雷达、12个超声波传感器、2个高精度定位单元(GPS+IMU)、V2X、增强主驾感知ADMS。

与新的自动驾驶硬件匹配的是,蔚来超感系统和蔚来超算台,它基于蔚来全栈自动驾驶概念打造。

其中,蔚来超算平台是迄今为止最强大的移动计算平台,配备四颗英伟达NVIDIA Drive Orin芯片,算力高达1016TOPS。不仅可轻松应对全栈算法计算,还具有强大的学习和冗余能力,整个神经网络算力7倍于特斯拉FSD。

除了芯片,最强硬件莫过于激光雷达

除了那令人震惊的4颗Orin芯片,激光雷达的加入也算是将ET7整车硬件提升一个高度。

在自动驾驶感知方案中,毫米波雷达与摄像头的组合较为成熟,目前在中高端车型普遍配装。但随着道路状况越来越复杂,当前技术条件下,摄像头+毫米波雷达的方案在面对强光、隧道逆光、黑夜、未经算法训练的物体等场景下难以可靠识别障碍物。

此外,目前摄像头、甚至多目摄像头,配合视觉算法,依然较难提供自动驾驶感知层面至关重要的深度信息,目标物体越远,深度信息精度越低。

激光雷达的加入正是为了提高感知的精度,也是为了提高安全冗余。它包括一个单束窄带激光器和一个接收系统,激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,最终被接收器所接收。接收器通过测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间,计算出车辆与反射物之间的距离,输出三维空间数据。

激光雷达加入后,整体传感器达到互为冗余,达到整车感知的升维,提升感知的可靠性。车辆可有效识别路面凸起、井盖缺失、抛洒物、大型静止障碍物等目前摄像头难以识别的目标。这对提升自动驾驶/自动辅助驾驶的安全性具有极大价值。

激光雷达实战的优势

蔚来ET7搭载了来自Innovusion的超远距高精度激光雷达,最远探测距离达500米,10%反射率下探测距离达250米,拥有120°超广水平视角和0.06°*0.06°超高分辨率,是全球首款实现大规模量产的1550nm激光雷达。

关于激光的波长,不少人也担心它是否对人体产生危害,根据蔚来给出的数据,通常人眼可见光波长范围为380nm~760nm。

远超人眼识别范围的1550nm激光无法在人眼视网膜上聚焦成点,且在通过眼球过程中大部分都会被水吸收,因此几乎不会对人眼造成危害;如果采用更低或者是越接近与人眼可见光波长范围,那么就越容易在人眼视网膜上聚焦成点。

看得远:可更早发现障碍物,提升行车安全性

蔚来ET7激光雷达最远探测距离可达500米,10%反射率标准下的探测距离,可达250米。

当前方出现危险物体,车辆需要紧急刹停时,车速越高需要的刹停距离越长。因此更长的探测距离,有助于在高速行驶时,更早地发现险情,更早地采取制动,避免事故伤害。

看得清:“定睛凝视”功能实现0.06°*0.06°超高分辨率

每0.01°的角分辨率变化,在200m处,相邻的两个点距离约在3.5cm。以0.1°角分辨率的激光雷达为例,其接收到的相邻两点间隔35cm,对于行人、自行车、摩托车这样的目标物体,点云过于稀疏,对于算法挑战极大。

ET7激光雷达具备"定睛凝视"功能,仿生人眼灵活变焦,可在行车关键视野区域产生角分辨率高达0.06°*0.06°的高密度点云,将该区域的目标看得更清晰。ET7激光雷达的定睛凝视功能范围为25°H(横向)*9.6°V(纵向)。在前方50m处,该区域覆盖范围:横向覆盖达10条车道,纵向覆盖大于一层楼高度),可充分覆盖前方行车区域。

ET7激光雷达定睛凝视区域策略性选择加密关键区域,而非全局铺满点,可根据需要随时让任意区域分辨率高起来。避免占用不必要的计算资源,增加功耗、带宽等,提升数据利用的有效性,减轻算法压力,更利于整车感知系统运行,“把“点”用在刀刃上”。

ROI动态可调,实现对车辆与行人等更好地感知和追踪,即便在前方大曲率转弯或者上下坡道等工况下,也可以有效地提前发现远处危险目标。更早地发现,才能更早地减速、同时更早地对用户发出警告,从而提高自动驾驶的可靠性和安全性。

看得稳:POD是衡量激光雷达性能的重要指标

POD,探测概率Probability of Dectection,一般为超过连续100帧发射的激光束数量(即理论点数量)与被探测到的激光束数量(即有效点数量)的比值。POD体现出激光雷达接收返回点数的能力和稳定性,是反应激光雷达性能的一项重要指标。

蔚来搭载的激光雷达具有优秀的探测能力,感知250m处10%反射率物体的探测概率超过90%。更高的POD,可以让车辆更清晰明确地感知到目标物体,减轻算法压力,实现更远的有效感知距离,提升自动驾驶系统整体的安全性。

编辑点评:当然,这些都是纸面实力,实际表现如何,我们后期也会借车进行实测检验,并且也会有老款车型表现进行对比,看看它辅助驾驶提升究竟有多大。

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