华为高性能车规级激光雷达首发! |
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| (2020-12-23 9:19:41) 0人次浏览 |
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今日，中国汽车工业协会主办的T10 ICV CTO峰会在上海召开，华为首次面向行业正式发布车规级高性能激光雷达产品和解决方案。华为融合感知产品部总经理段忠毅围绕高性能、车规级、规模量产，对激光雷达产品和解决方案进行了全面的阐述。
相比毫米波雷达和摄像头，激光雷达在目标轮廓测量、角度测量、光照稳定性、通用障碍物检出等方面都具有极佳的能力。而在难点场景下，例如城区非规范行人、非规范道路，甚至是非规范驾驶的行为，急需激光雷达来解决。可以说激光雷达是解决连续自动驾驶体验的关键传感器，其带来的智能驾驶体验将远超任何一个已商用的智能驾驶系统。
华为激光雷达产品的研发始于2016年，该团队访问了大量的TOP车企，倾听对激光雷达产品的需求，同时遍寻产业链厂家，经过半年的调研明确了方向：要做一款高性能、车规级、能够大规模量产的激光雷达，基于此定位，激光雷达团队启动“爬北坡战略”。
众所周知，从珠穆朗玛峰北坡登顶要比南坡困难许多。华为一开始就选择了面向乘用车的前装量产的产品化开发，而没有选择从传统旋转机械式激光雷达切入，前者难度要高很多。
■激光雷达首先要解决实际行驶过程中的难点场景
远距小障碍物，毫米波雷达的角分辨率不够，摄像头对远端的通用障碍物识别不够，而这种场景下激光雷达就可能及时识别。
近距离加塞，这种场景在中国道路上尤其常见，毫米波雷达的角分辨率不够，摄像头通常来说需累计多帧，需要几百毫秒才可以确认加塞，而激光雷达由于精确的角度测量能力和轮廓测量能力，可以2-3帧确认加塞，百毫秒内做出判断。
同样的原因，对于近端突出物，毫米波雷达和摄像头相对不足，而激光雷达可以做出快速判断。
隧道场景，摄像头在光线亮度发生突然变换的场景有致盲情况发生，而毫米波雷达一般不识别静止物体，如果隧道口刚好有一个静止车辆，这时就需要激光雷达的准确识别能力。
十字路口无保护左拐场景对激光雷达的大角度全视场测量能力有很大考验，需要同时满足大视场和远距测量能力。
地库场景，毫米波雷达由于多径反射性能不佳，而光线强弱变化又会影响摄像头的性能，这时激光雷达独特的优势就可以得到发挥。
在对激光雷达要应对的独特场景做了充分的分析后，华为进一步确认激光雷达的规格定义，总结为：
高速场景要看的远，需要看到200米之外的车，这决定了激光雷达的测距规格。
复杂路口要看的宽，这决定了激光雷达的水平FOV。
近端要很好的应对加塞并看到突出物，这就决定了激光雷达的垂直FOV。
基于场景分析，华为设计、开发了这款96线中长距激光雷达产品，可以实现城区行人车辆检测覆盖，并兼具高速车辆检测能力，更符合中国复杂路况下的场景。
大视野120°×25°，应对城区、高速等场景的人、车测距诉求
全视野中，水平、垂直线束均匀分布，不存在拼接、抖动等情况，形成稳定的点云对后端感知算法非常友好
小体积，适合前装量产车型需求
激光雷达是一款光机电一体化的产品，需要光机电多领域深度整合。得益于ICT领域光学设计、信号处理、整机工程等长期积累，华为重构了激光雷达的核心部件，包括发送模块，接收模块和扫描器，比如：
华为选择微转镜扫描器架构，不是简单的做微转镜，而是解构了电机、轴承等关键部件，通过精准的扫描控制，提升点云精度的稳定性与一致性。
收发端通过精准的光路控制，精巧的电路设计来提升收发模块的光电转换效率，而这，也是华为重点投入的方向。
满足性能仅是车规级激光雷达的第一步，真正做到车规级，还面临诸多可靠性问题。华为车载激光雷达的可靠性不仅来源于车规级器件选型、还依赖整体架构设计以及海量可靠性测试验证。
电机作为核心部件，车规能力一直是行业关注的重点，华为凭借了20年深厚的机电能力积累和25亿次电机可靠性测试经验，设计了满足车规要求的激光雷达扫描电机。
针对车规要求的高低温湿热，水压、振动、盐雾、人眼安全、EMC（电磁兼容）、碎石冲击等场景，华为都严格按照ISO国际标准执行，甚至基于TOP车企的特殊要求，做了更加严苛的测试。华为有信心成为全球第一个真正车规的高线束激光雷达的供应商。
另外，华为激光雷达产品的定位是前装量产，必然要考虑激光雷达实际安装适配问题，如安装数量、安装位置，以及在运行中碰到的环境适应性问题。
目前，华为已有多个车型的配套经验，对于造型匹配、安装位置以及环境工程领域都积累了丰富的经验。
基于不同的场景要求
激光雷达配置方案也有差别
仅面向高速巡航的场景，配置一个前向激光雷达可以很好的应对龙门架、隧道场景、ETC抬杆等问题，目前有安装在前保险杠和车顶两种位置的趋势。
如果要实现从家到公司全场景连续性智能驾驶体验，则必须解决城区巡航、园区泊车等诸多挑战。例如大路口复杂交通情况，快递小哥骑摩托车、行人乱穿马路这种场景，需要配置3个激光雷达，实现300°基本无死角的覆盖。
除造型、布置外，清洗、加热是激光雷达解决方案必须要考虑的另外两个功能。
在激光雷达被脏污覆盖的场景下，可使用智能清洗系统，华为做了大量测试来验证不同的喷嘴、不同的位置、不同水压的清洗效果。由于行驶过程中也需要清洗，为了很好地测试这个场景，华为自主设计了智能清洗风洞系统，模拟在130km/h下清洗能力，然后再测试不同的喷嘴和压力对清洗效果的影响，得到宝贵的一手数据。
除了智能清洗系统外，华为也开发了智能加热系统。在被霜、雾、凝露、薄冰覆盖的场景，激光雷达内置的智能加热系统会自动启动。
依托在光通讯领域积累的精密制造能力以及先进工艺装备实验室，华为快速建立了第一条车规级激光雷达的第一条Pilot产线。面向百万级量产需求，华为已按照年产10万套/线在推进，以适应未来大规模量产需求。
过去两年时间，华为激光雷达完成了产品的场景需求定义、开发设计，在测试验证、生产制造也有了充分的积累。华为希望把激光雷达带入每一辆车，开启智能驾驶新时代。
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