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    自動化系統

    華為正式發布車規級高性能激光雷達

    轉載 :  zaoche168.com   2020年12月24日

           日前,華為首次面向行業正式發布車規級高性能激光雷達產品和解決方案。這款激光雷達將首先被應用在華為與ARCFOX極狐聯合打造的極狐HBT車型上。據悉,這款車將會在2021年投放。
           華為融合感知產品部總經理段忠毅介紹,激光雷達是解決連續自動駕駛體驗的關鍵傳感器,其帶來的智能駕駛體驗將遠超任何一個已商用的智能駕駛系統。

     


           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面都具有極佳的能力。而在難點場景下,例如城區非規范行人、非規范道路,甚至是非規范駕駛的行為,急需激光雷達來解決。此次,華為設計、開發的這款96線中長距激光雷達產品,可以實現城區行人車輛檢測覆蓋,并兼具高速車輛檢測能力,更符合中國復雜路況下的場景。
           官方表示,華為的這款96線中長距激光雷達產品可以滿足以下訴求:大視野120°X25°,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,不存在拼接、抖動等情況,形成穩定的點云對后端感知算法非常友好;小體積,適合前裝量產車型需求。
           依托在光通訊領域積累的精密制造能力以及先進工藝裝備實驗室,華為快速建立了第一條車規級激光雷達的第一條Pilot產線。面向百萬級量產需求,華為已按照年產10萬套/線在推進,以適應未來大規模量產需求。

     


           過去兩年時間,華為激光雷達完成了產品的場景需求定義、開發設計,在測試驗證、生產制造也有了充分的積累。華為希望把激光雷達帶入每一輛車,開啟智能駕駛新時代。
    爬北坡戰略

           華為激光雷達產品的研發始于2016年,該團隊訪問了大量的TOP車企,傾聽對激光雷達產品的需求,同時遍尋產業鏈廠家,經過半年的調研明確了方向:要做一款高性能、車規級、能夠大規模量產的激光雷達,基于此定位,激光雷達團隊啟動“爬北坡戰略”。

           從珠穆朗瑪峰北坡登頂要比南坡困難許多。華為一開始就選擇了面向乘用車的前裝量產的產品化開發,而沒有選擇從傳統旋轉機械式激光雷達切入,前者難度要高很多。

     


    激光雷達首先要解決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,而激光雷達由于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,百毫秒內做出判斷。

           同樣的原因,對于近端突出物,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,如果隧道口剛好有一個靜止車輛,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,毫米波雷達由于多徑反射性能不佳,而光線強弱變化又會影響攝像頭的性能,這時激光雷達獨特的優勢就可以得到發揮。

    在對激光雷達要應對的獨特場景做了充分的分析后,華為進一步確認激光雷達的規格定義,總結為:

           高速場景要看的遠,需要看到200米之外的車,這決定了激光雷達的測距規格。

           復雜路口要看的寬,這決定了激光雷達的水平FOV。

           近端要很好的應對加塞并看到突出物,這就決定了激光雷達的垂直FOV。

           基于場景分析,華為設計、開發了這款96線中長距激光雷達產品,其主要滿足以下需求。

           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,不存在拼接、抖動等情況,形成穩定的點云對后端感知算法非常友好

           小體積,適合前裝量產車型需求

     


           激光雷達是一款光機電一體化的產品,需要光機電多領域深度整合。得益于ICT領域光學設計、信號處理、整機工程等長期積累,華為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:

           華為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、軸承等關鍵部件,通過精準的掃描控制,提升點云精度的穩定性與一致性。

           收發端通過精準的光路控制,精巧的電路設計來提升收發模塊的光電轉換效率,而這,也是華為重點投入的方向。

    滿足車規級只是第一步

           滿足性能僅是車規級激光雷達的第一步,真正做到車規級,還面臨諸多可靠性問題。華為車載激光雷達的可靠性不僅來源于車規級器件選型、還依賴整體架構設計以及海量可靠性測試驗證。

     

    電機軸承加速壽命測試

           電機作為核心部件,車規能力一直是行業關注的重點,華為憑借了20年深厚的機電能力積累和25億次電機可靠性測試經驗,設計了滿足車規要求的激光雷達掃描電機。視頻中顯示的是通過增加負載進行的加速老化測試,華為激光雷達電機可靠性,滿足最嚴苛車企對激光雷達工作壽命的要求。針對車規要求的高低溫濕熱,水壓、振動、鹽霧、人眼安全、EMC(電磁兼容)、碎石沖擊等場景,華為都嚴格按照ISO國際標準執行,甚至基于TOP車企的特殊要求,做了更加嚴苛的測試。華為有信心成為全球第一個真正車規的高線束激光雷達的供應商。

     


           另外,華為激光雷達產品的定位是前裝量產,必然要考慮激光雷達實際安裝適配問題,如安裝數量、安裝位置,以及在運行中碰到的環境適應性問題。

    多個場景靈活配置

           目前,華為已有多個車型的配套經驗,對于造型匹配、安裝位置以及環境工程領域都積累了豐富的經驗。

           基于不同的場景要求,激光雷達配置方案也有差別。比如, 僅面向高速巡航的場景,配置一個前向激光雷達可以很好的應對龍門架、隧道場景、ETC抬桿等問題,目前有安裝在前保險杠和車頂兩種位置的趨勢。

           但如果要實現從家到公司全場景連續性智能駕駛體驗,則必須解決城區巡航、園區泊車等諸多挑戰。例如大路口復雜交通情況,快遞小哥騎摩托車、行人亂穿馬路這種場景,需要配置3個激光雷達,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方案必須要考慮的另外兩個功能。

           在激光雷達被臟污覆蓋的場景下,可使用智能清洗系統,華為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。由于行駛過程中也需要清洗,為了很好地測試這個場景,華為自主設計了智能清洗風洞系統,模擬在130km/h下清洗能力,然后再測試不同的噴嘴和壓力對清洗效果的影響,得到寶貴的一手數據。

     

    風洞清洗測試,模擬在130km/h下清洗能力

           除了智能清洗系統外,華為也開發了智能加熱系統。在被霜、霧、凝露、薄冰覆蓋的場景,激光雷達內置的智能加熱系統會自動啟動。

     

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