9月14日，由蓋世汽車主辦的2021中國商用車自動(dòng)駕駛大會隆重召開。本次峰會聚焦商用車自動(dòng)駕駛行業(yè)市場發(fā)展趨勢，共同探討從感知決策到執(zhí)行層面的核心關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)圍繞港口、礦區(qū)、干線物流、園區(qū)等終端場景產(chǎn)業(yè)化落地方案展開討論。下面是RoboSense(速騰聚創(chuàng))產(chǎn)品總監(jiān)應(yīng)瑩博士在此次大會上的發(fā)言。                                        

RoboSense(速騰聚創(chuàng))產(chǎn)品總監(jiān) 應(yīng)瑩博士

各位同行，下午好，今天我?guī)Ыo大家的分享主題是《商用車的智慧眼：車規(guī)級激光雷達(dá)的成熟度和延展性》。我將從下面四個(gè)主題給大家分享：

1、為什么激光雷達(dá)是自動(dòng)駕駛應(yīng)用的剛需？

2、商用車應(yīng)用激光雷達(dá)有哪些場景與痛點(diǎn)？

3、車規(guī)級激光雷達(dá)的軟硬件成熟度和延展性。

4、RoboSense(速騰聚創(chuàng))的市場進(jìn)程。

如同前面各位同行所說，商用車自動(dòng)駕駛領(lǐng)域存在非常大的商業(yè)契機(jī)，尤其在降本增效上有很大空間。比如前裝成本控制、車隊(duì)組隊(duì)運(yùn)營、運(yùn)營過程中效率和安全性的維護(hù)，以及人員控制層面等方面。另外，這兩年在疫情影響下，全球商用車物流的市場需求也在逐年增加、不斷擴(kuò)大。

那么，激光雷達(dá)在商用車自動(dòng)駕駛領(lǐng)域中屬于什么角色？我們的激光雷達(dá)一方面要和傳統(tǒng)的攝像頭、毫米波雷達(dá)，以及定位系統(tǒng)、高精地圖、車路協(xié)同等共同組成全空間全包裹的感知系統(tǒng)，另一方面在多傳感器的融合上，在路徑規(guī)劃決策以及執(zhí)行器的控制上，也要提供精準(zhǔn)可靠的實(shí)時(shí)環(huán)境信息。

那么在源頭感知上，我們必要性是什么呢？簡單講一下激光雷達(dá)和其他幾類傳感器的差異。眾所周知，攝像頭和毫米波雷達(dá)是最先在自動(dòng)駕駛上運(yùn)用起來的傳感器。但大家在使用過程中也發(fā)現(xiàn)，攝像頭對光線的寬容度不高，在光線很暗的情況下很難看清物體，由于缺乏深度信息，算法對物體的距離也存在判斷不準(zhǔn)確的問題。毫米波雷達(dá)也是存在一些短板，雖然行業(yè)里面又出現(xiàn)了4D毫米波雷達(dá)，除了距離、速度、橫向角之外又增加了俯仰角，但這也改變不了毫米波雷達(dá)測距精度低以及對非金屬物體不敏感的本質(zhì)。因此，激光雷達(dá)作為一種高精度三維主動(dòng)傳感器恰恰能補(bǔ)不上上述短板，加入到感知系統(tǒng)，通過多傳感器融合，互為補(bǔ)充、互為冗余。

大家需要知道的是，假如單純使用傳統(tǒng)攝像頭和毫米波雷達(dá)，那么自動(dòng)駕駛在大多數(shù)情況下是沒有辦法達(dá)到完全冗余的。這時(shí)候激光雷達(dá)的感知冗余就非常關(guān)鍵了。

那么商用車在自動(dòng)駕駛的應(yīng)用場景中有哪些痛點(diǎn)，是需要激光雷達(dá)特別去注意和解決的呢？首先是商用車的車輛特性，商用車的車身高度意味著激光雷達(dá)必須有很大的垂直FOV視場角，對近區(qū)補(bǔ)盲要求也比較高；車身長度就意味著激光雷達(dá)在安裝靈活性上有很高的要求——可能需要裝多個(gè)激光雷達(dá)；另外，商用車在制動(dòng)上可能有更高的要求。這都是車輛設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的情況。

我們再來看一下環(huán)境會給商用車帶來怎樣的痛點(diǎn)。大家都知道，商用車的使用環(huán)境比較嚴(yán)苛，經(jīng)常會遇到粉塵、強(qiáng)震動(dòng)和鹽霧的問題。此外，商用車的采購成本很高，使用年數(shù)越長越好，這就衍生出年均成本控制的需求。速騰聚創(chuàng)在激光雷達(dá)產(chǎn)品開發(fā)迭代中，也會注意到技術(shù)的可延續(xù)性以及性能升級的需求，幫我們的合作伙伴有效地控制成本。

基于商用車在自動(dòng)駕駛應(yīng)用中的特殊痛點(diǎn)和場景，速騰聚創(chuàng)給大家?guī)砹说谝粋€(gè)過了車規(guī)級前裝的激光雷達(dá)產(chǎn)品，它的強(qiáng)大之處，在于它的耐用性、可靠性、可延展性以及可控的全生命周期成本。

下面簡單介紹一下速騰聚創(chuàng)全球第一款車規(guī)級的智能固態(tài)激光雷達(dá)，我們稱之為M1。它的最遠(yuǎn)探測距離是200米，水平視場角120度，俯仰方向垂直視場角25度，分辨率水平0.2度左右，垂直分辨率平均達(dá)到0.2度，但在自動(dòng)駕駛特殊場景中，我們可以通過調(diào)節(jié)硬件內(nèi)部來達(dá)到增強(qiáng)垂直分辨率的效果，這也是我們獨(dú)有的“凝視”功能。其次M1激光雷達(dá)是非常小巧的，尺寸是110×108×45mm，便于安裝，實(shí)際產(chǎn)生功耗不超過15W，這樣看來商用車裝幾個(gè)也OK，靈活性比較高。

下面看到的是M1獨(dú)有的智能感知，“凝視”功能，大家可以注意到點(diǎn)云的中間區(qū)域，比地面和天空交界的地方點(diǎn)云密度是更多的。這些設(shè)計(jì)是由于商用車自動(dòng)駕駛過程中需要看得更遠(yuǎn)，它對于遠(yuǎn)處目標(biāo)點(diǎn)云的數(shù)據(jù)量就會要求的更高。如果把過多點(diǎn)云分辨率分配天空中對自動(dòng)駕駛也沒有任何意義，所以我們把點(diǎn)云數(shù)據(jù)量集中在商用車自動(dòng)駕駛應(yīng)用場景感興趣的中間這一塊。

我們的凝視分兩種，一種是遠(yuǎn)場，一種是近場。遠(yuǎn)場主要是用于高速場景，在FOV的垂直方向動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)掃描線數(shù)分布，不是平均掃描，而是在中間ROI區(qū)域或者合作伙伴更感興趣的區(qū)域當(dāng)中加強(qiáng)掃描密度，以達(dá)到更多的點(diǎn)云點(diǎn)數(shù)，這樣我們的合作伙伴可以利用這些點(diǎn)去做前融合和算法的訓(xùn)練，使得在遠(yuǎn)處可以更早的掃描到障礙物，助力商用車自動(dòng)駕駛。

近場主要是用于城區(qū)場景，我們通過增強(qiáng)掃苗頻率，從正常的10Hz增強(qiáng)到20Hz，這樣每秒得到的幀數(shù)就會更多，對障礙物的監(jiān)控頻次更高，車輛響應(yīng)速度更快。

總體來說，凝視功能就是讓遠(yuǎn)處更早得看到障礙物，近處更快得響應(yīng)物體的變化，從兩個(gè)方面助力自動(dòng)駕駛的功能設(shè)計(jì)。

為什么我們一直強(qiáng)調(diào)是過車規(guī)級，因?yàn)槲覀兊哪繕?biāo)是前裝市場。我們的產(chǎn)品是嚴(yán)格按照合作伙伴去做的車規(guī)級驗(yàn)證，包括IP6K、9K、震動(dòng)、鹽霧等，并在去年12月拿到了16949車規(guī)級認(rèn)證。我們不僅僅是過了常規(guī)的DV/PV驗(yàn)證，也做完了冬季測試和夏季測試。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和驗(yàn)證過程中，我們都是以最嚴(yán)苛的規(guī)格來打磨我們的產(chǎn)品，只為了更可靠、更耐用。

接下來談一下怎樣助力合作伙伴控制成本。這是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初就需要考慮的問題，像機(jī)械式128線激光雷達(dá)，為什么它做不到車規(guī)級的前裝量產(chǎn)？一個(gè)是機(jī)械式的可靠性，一個(gè)是成本和可制造性，它需要堆疊大量的激光元器件。我們這一款MEMS產(chǎn)品在設(shè)計(jì)之初就考慮了成本問題，我們在選型設(shè)計(jì)上就嚴(yán)格朝著這個(gè)方向去走，達(dá)到二維垂直和水平掃屏的效果，結(jié)構(gòu)精簡，激光元器件數(shù)量少，讓它實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化的可制造性。

我們在今年7月交付了第一個(gè)定點(diǎn)SOP項(xiàng)目，而后續(xù)定點(diǎn)項(xiàng)目在產(chǎn)線規(guī)模化、批量化后也會不斷降低成本，釋放紅利給到合作伙伴。

一個(gè)是設(shè)計(jì)，一個(gè)是可生產(chǎn)，那么延展性呢？從圖上可以看出，我們現(xiàn)在的M1技術(shù)方案采用的是二維MEMS和EEL，905nm波長，可以看到我們上游工藝是有保證的，這個(gè)技術(shù)方案選型也奠定了后面的可擴(kuò)展性，下一代芯片也可以助力我們的產(chǎn)品達(dá)到更遠(yuǎn)的測距性能。

技術(shù)開發(fā)過程也是歷時(shí)了六年，最終達(dá)到不單單提供點(diǎn)云，也伴隨著這個(gè)產(chǎn)品落地提供了額外的附加功能給到合作伙伴，比如說窗口片激光加熱功能、遮擋檢測、性能補(bǔ)監(jiān)控等。我們也用了AUTOSAR軟件平臺開發(fā)，可以拿到ASL-B的功能安全等級，并能夠助力合作伙伴不斷OTA，實(shí)現(xiàn)功能上的迭代。

我們還可以給合作伙伴提供了兩個(gè)額外的增值產(chǎn)品，一個(gè)是RS-Reference感知測評系統(tǒng)工具，采用速騰聚創(chuàng)機(jī)械式128線激光雷達(dá)和兩個(gè)補(bǔ)盲雷達(dá)作為關(guān)鍵的數(shù)據(jù)采集傳感器，同時(shí)提供完整的智能化數(shù)據(jù)標(biāo)注工具鏈，這能幫助合作伙伴進(jìn)一步打磨自動(dòng)駕駛功能。另一個(gè)是從后融合的角度來說，我們也提供了實(shí)時(shí)感知軟件，它擁有障礙物檢測、地面檢測、動(dòng)態(tài)物體識別等功能。這套感知軟件基于純C++編碼，不需要第三方支持庫依賴，可以運(yùn)行于任意計(jì)算平臺，只需要小于0.5 Tops算力。

最后花一點(diǎn)時(shí)間講一下速騰聚創(chuàng)現(xiàn)在達(dá)到了什么狀態(tài)。速騰聚創(chuàng)是提供智能激光雷達(dá)系統(tǒng)的公司，我們賦予了硬件智能，賦予了智能駕駛功能設(shè)計(jì)的增值和感知軟件的智能。另外我們長達(dá)七年深耕在激光雷達(dá)領(lǐng)域，尤其是在M1產(chǎn)品上持續(xù)投入了六年時(shí)間去研發(fā)，目前已形成激光雷達(dá)硬件、感知軟件和芯片三大組合性技術(shù)閉環(huán)，我們的感知軟件也可以幫助合作伙伴做一些融合，硬件可以提供可靠的點(diǎn)云數(shù)據(jù)等。

為什么說我們M1 MEMS是第二代激光雷達(dá)？因?yàn)槲覀兊谝淮菣C(jī)械式激光雷達(dá)，當(dāng)然它也能廣泛應(yīng)用于各類場景，比如無人物流、共享出行、商業(yè)機(jī)器人等。而第二代智能固態(tài)激光雷達(dá)M1也同樣拿到了很多國內(nèi)外合作伙伴的定點(diǎn)項(xiàng)目，商用車方面拿到贏徹與東風(fēng)合作的L3重卡量產(chǎn)項(xiàng)目的定點(diǎn)，乘用車方面拿到了很多國內(nèi)外的智能新能源車型定點(diǎn)。

從剛剛出爐的Yole激光雷達(dá)供應(yīng)商報(bào)告可以看到，全世界除了法雷奧占比28%，下面就是我們速騰聚創(chuàng)，我們的市場占有率也是中國第一、全世界第二的，實(shí)時(shí)上我們還有很多定點(diǎn)項(xiàng)目已經(jīng)簽了，正式公布后這個(gè)排名還會上升。希望通過我的介紹能把我們速騰聚創(chuàng)M1 MEMS激光雷達(dá)分享給大家，助力商用車自動(dòng)駕駛行業(yè)，謝謝大家。