未來無人駕駛汽車的傳感器方案發(fā)展趨勢(下)

◆文/安徽 程增木

二、搭載激光雷達(dá)等傳感器套件的車型分析

1.小鵬G9(計(jì)劃交付時(shí)間：2022年下半年)

小鵬G9感知設(shè)備分布如圖5所示。其傳感器由2個(gè)激光雷達(dá)、5個(gè)毫米波雷達(dá)、12個(gè)攝像頭、12個(gè)超聲波雷達(dá)組成。

①激光雷達(dá)性能參數(shù)

激光雷達(dá)性能參數(shù)(速騰聚創(chuàng)RS-LiDAR-M1)如表2所示。

②攝像頭布置

3個(gè)前視攝像頭(1個(gè)800萬像素雙目和1個(gè)長焦單目)，4個(gè)前風(fēng)擋側(cè)視攝像頭(290萬像素)，2個(gè)側(cè)前視攝像頭(分布在左右后視鏡底座)，2個(gè)側(cè)后視攝像頭(分布在左右翼子板)，1個(gè)后視攝像頭。小鵬攝像頭這樣的布置可以覆蓋360°的感知范圍，滿足小鵬G9長車身的要求。

小鵬自研的XPILOT 4.0系統(tǒng)具備全場景智能駕駛能力，包括城市NGP(類TJA)、高速NGP(類HWP)、記憶泊車能力VPA(類APA)，屬于L2.5-L3級自動(dòng)駕駛功能。

2.長城沙龍-機(jī)甲龍(計(jì)劃交付時(shí)間：2022年7月底)

傳感器解決方案：4個(gè)激光雷達(dá)、5個(gè)毫米波雷達(dá)、11個(gè)攝像頭、12個(gè)超聲波雷達(dá)。

①激光雷達(dá)性能參數(shù)

激光雷達(dá)性能參數(shù)(華為96線激光雷達(dá))，如表3所示。

車輛有效檢測距離超過200m，行人有效檢測距離超過150m。保險(xiǎn)杠處兩個(gè)激光雷達(dá)，分布在左右(圖6)；車頭拍照下方安裝1個(gè)(圖7)；車尾保險(xiǎn)杠正下方1個(gè)(圖8)。

②攝像頭參數(shù)見表4。

機(jī)甲龍目前主要可以實(shí)現(xiàn)三種功能：

①智能領(lǐng)航：城市場景可做到環(huán)島出口、警車和消防車等特殊車輛、小動(dòng)物、手推車等識別及處理，支持紅綠燈自動(dòng)啟停、自動(dòng)變道、超車等功能；高速場景可做到自動(dòng)通過收費(fèi)站、障礙物和施工區(qū)的識別及避讓、故障后自動(dòng)行駛到安全區(qū)等功能。

②智能泊車：跨樓層的PAVP自主泊車+有固定車位的HAVP記憶泊車、遙控泊車+APA融合自動(dòng)泊車。

③智能互聯(lián)：基于5G-V2X實(shí)現(xiàn)特殊車型交互禮讓、前方異常車輛交互預(yù)警、盲區(qū)變道交互預(yù)警、弱勢交通參與者交互預(yù)警、道路危險(xiǎn)情況交互預(yù)警。

3.合眾-哪吒S(計(jì)劃交付時(shí)間：2022年年底)

傳感器解決方案：3個(gè)激光雷達(dá)、5個(gè)毫米波雷達(dá)、13個(gè)攝像頭、12個(gè)超聲波雷達(dá)。

激光雷達(dá)性能參數(shù)(華為96線中長距混合固態(tài)激光雷達(dá))，如表5所示。

車輛有效檢測距離超過200m，行人有效檢測距離超過150m，激光雷達(dá)布局如圖9所示。

主要功能：高速及城市道路實(shí)現(xiàn)領(lǐng)航輔助駕駛以及在泊車、遠(yuǎn)程召喚等部分自動(dòng)駕駛功能。

應(yīng)用場景：高速場景、低速場景、城市場景。

4.上汽-飛凡R7(計(jì)劃交付時(shí)間：2022年下半年)

傳感器解決方案：1個(gè)激光雷達(dá)、2個(gè)4D成像毫米波雷達(dá)、6個(gè)3D毫米波雷達(dá)、12個(gè)攝像頭、12個(gè)超聲波雷達(dá)。

①激光雷達(dá)性能參數(shù)(Luminar Iris)

激光雷達(dá)性能參數(shù)(Luminar Iris)如表6所示。車頂上方布置了激光雷達(dá)(圖10)。

②4D成像雷達(dá)：采埃孚- PREMIUM

4D成像雷達(dá)：采埃孚- PREMIUM參數(shù)如表7所示。

發(fā)射/接收通道數(shù)：192通道，每個(gè)測量周期內(nèi)提供數(shù)千個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。能夠精確識別較小物體和靜態(tài)物體：據(jù)測試使用該技術(shù)的車輛可探測到140m遠(yuǎn)處的可樂罐，道路邊界檢測以及自由空間測量。

③攝像頭布置

3個(gè)前視攝像頭(1個(gè)雙目和1個(gè)長焦單目)；4個(gè)環(huán)視攝像頭(車輛前側(cè)1個(gè)、車輛左右側(cè)各1個(gè)，后方1個(gè))：2個(gè)側(cè)前視攝像頭(外后視鏡)，2個(gè)側(cè)后視攝像頭(翼子板)，1個(gè)后視攝像頭(位于車尾)。系統(tǒng)的傳感器感知視場角如圖11所示。

①自動(dòng)駕駛功能：基于R-TECH技術(shù)平臺自主研發(fā)的PPCEM全棧自研高階智駕方案，具備六重融合式感知體系與超級大腦雙重特性，以官方公布信息可發(fā)現(xiàn)，該自動(dòng)駕駛方案可實(shí)現(xiàn)：全天候、全場景。

②應(yīng)用場景：結(jié)合車輛目前已知的配置情況來看，已配置激光雷達(dá)、4D成像雷達(dá)等多多種異構(gòu)傳感器的融合感知方案，并加持英偉達(dá)Drive Orin的高算力計(jì)算平臺后，可以預(yù)測R7可以實(shí)現(xiàn)：高速路、城區(qū)以及代客泊車三大場景。

三、車型方案對比

通過對比各家的傳感器方案及實(shí)現(xiàn)的功能，我們可以發(fā)現(xiàn)：

(1)四家廠商均可滿足城市和高速公路智能駕駛的功能要求(L3的智能駕駛功能要求)，智能泊車(L4智能駕駛功能要求)。在功能的細(xì)分領(lǐng)域，哪吒S支持遠(yuǎn)程召喚(該功能為L4智能駕駛功能)，其自動(dòng)駕駛的功能更為先進(jìn)一些。

(2)上述廠家都使用了“多激光雷達(dá)+多高清攝像頭+毫米波雷達(dá)”的方案，可以后續(xù)冗余升級L4功能而無需更換傳感器套件。

(3)就傳感器成本而言，機(jī)甲龍使用了4顆激光雷達(dá)，飛凡R7使用了4D毫米波雷達(dá)，其成本相對比小鵬G9和哪吒S高，這也和各家車身結(jié)構(gòu)及感知算法模塊的不同相關(guān)。

四、總結(jié)與展望

1.對于感知系統(tǒng)來說，“攝像頭+毫米波雷達(dá)+激光雷達(dá)”已成為自動(dòng)駕駛車輛的主流方案。4D毫米波雷達(dá)在原有距離、方位、速度的基礎(chǔ)上增加了對目標(biāo)的高度維數(shù)據(jù)解析，能夠?qū)崿F(xiàn)距“3D+速度”四個(gè)維度的信息感知，可以有效地解析目標(biāo)的輪廓、類別、行為，可以解決傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的短板。具有規(guī)模應(yīng)用的潛力。

2.從筆者的角度來看，實(shí)現(xiàn)L4自動(dòng)駕駛功能，需要使用至少1顆激光雷達(dá)、12顆攝像頭、5顆3D毫米波雷達(dá)(或4顆以上4D毫米波雷達(dá))、12顆超聲波雷達(dá)才可以完成基本功能要求，同時(shí)算法也需要進(jìn)行大量優(yōu)化。此舉可能與后續(xù)車廠實(shí)現(xiàn)L3-L4自動(dòng)駕駛功能升級硬件冗余相關(guān)，即車輛在設(shè)計(jì)階段即滿足L4的自動(dòng)駕駛功能的傳感器硬件需求，可根據(jù)市場、政策等因素對自動(dòng)駕駛功能等級進(jìn)行升/降級。

3.800萬像素?cái)z像頭大規(guī)模裝車及應(yīng)用。目前主流的OEM都裝載了800萬像素的攝像頭作為感知方案，一方面出于原始圖像感知效果的考慮，另一方面其他OEM都已搭載800萬像素?cái)z像頭，攝像頭搭載也開始呈現(xiàn)“內(nèi)卷”化。

4.高速、城市、泊車三大場景已成為自動(dòng)駕駛車輛功能落地的三大發(fā)展方向。對于這幾個(gè)場景及功能各廠家和供應(yīng)商如何做好功能安全及功能穩(wěn)定是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。