作者 | 愛LiDAR的小飛哥

編輯 | 王博

上一期，我們聊了補盲激光雷達上車的重要前提——安全。

本期我們來聊聊，滿足功能安全、網絡安全等領域的關鍵設計要求之后，補盲激光雷達怎么做到好用，更貼近工程化的表述是「易用」。

在之前的文章中，小飛哥曾經提到過，相比于長距主雷達，補盲雷達的使用場景是非常差異化的。補盲激光雷達主要覆蓋近車身的區域，因此不可避免地會有很多「近身搏擊」的場景，無論是與周圍環境還是與自車身，包括：

1. 多元化路面元素：柵欄、各式錐桶和欄桿、寵物、孩童、異型障礙物；

2. 復雜的反射環境：環境內各類反射強度的障礙物，更復雜的多徑反射；

3. 物理接觸：與車身更強的耦合，出其不意的手、飛濺的水花、飄忽不定的尾氣等；

4. 更多傳感器數量：本車會有更多的同類傳感器，空間中會有更多的同類或者異類傳感器

這無疑對補盲激光雷達的成像質量提出了更加精細、準確的要求。畢竟，自動駕駛系統需要依賴其點云輸出來支撐高難度的決策規劃控制動作。并且，由于距離較短，容許補盲激光雷達輸出正確點云的時間裕量是非常小的。

由此可見，推出一款補盲激光雷達容易，但做到「 易用」挑戰還是相當大的。

除了在架構和硬件設計上下功夫外，補盲激光雷達還需要針對補盲場景建設完善的軟件功能，才能給車企交付工程化意義上“易用”的補盲激光雷達。

一徑科技在三年前推出第一款補盲激光雷達產品，在無數自動駕駛實踐中積累了大量的特殊補盲場景以及工程實踐經驗，并將其轉化為了實用的激光雷達功能。

本期，咱們就聊聊其中幾個典型的功能。

去粘連算法：切斷異?！敖z線”

激光雷達點云粘連，也被稱為“拖點”，是激光雷達傳感器使用中常見的現象，特別是在近距離的復雜場景下尤為明顯。

原因實際上很簡單。由于激光雷達的發射激光束存在發散角，也就意味著隨著激光束的傳播，其出射激光的光斑尺寸會隨距離而增大，當激光束同時打到前后兩個相距較近物體邊界，會同時產生前后兩個反射回波，如下圖所示。

但由于兩個物體相隔較近，前后兩個回波在時間維度上會疊加在一起形成一個新的回波。從距離上看，這個新的回波比較近處的物體遠，比較遠處的物體近，這樣一來便會產生兩個物體邊緣之間的虛假點，導致處于同方向上的前后物體邊緣間會出現漂浮的點云，即點云出現粘連現象。

點云粘連給感知帶來最大的影響之一，就是誤識別。

如下圖，小車穿行在非機動車道上，馬路中間的圍欄和地面之間會由于粘連而產生線條狀粘連噪點。

這些噪點使得圍欄和地面像是連接在一起而變成一團點云。感知很有可能會將這一大團點云誤識別成一輛倒在地上的電瓶車；且小車在行駛的過程中有一定速度，且行駛過程中點云角度的變化會使得粘連點也有一定的相對速度。這么近的距離下，存在一個有一定相對速度的倒在地面上的電瓶車，無疑會造成自動駕駛車輛緊急制動或者行駛緩慢。

此外，如果點云粘連過于嚴重，系統會將物理世界原本開闊的無障礙空間范圍變小，影響自動駕駛在低速行駛的決策，以及在狹小物理空間的車輛通過性。

如何避免點云粘連？

粘連點云的剔除非常有挑戰性，既不能誤刪，也不能漏刪，同時還需要保證多場景的適用性。

針對近距離點云粘連的現象，一種可行的方案是：結合基于底層物理信號和點云層特征的算法，將復雜路況和狹窄空間下受到粘連噪點的影響，降至自動駕駛系統可接受的水平。

特定點遮擋：精準處理異常點云

在補盲雷達的使用中，難免會出現掃描視場與車體干涉的情況。且由于車體造型形狀和表面材質的多樣性，這種干涉現象會非常復雜，甚至會產生一些點云怪象。

其中一種怪象就是近車體虛假浮點。

具體而言，激光雷達出射的某個大角度的激光束，部分打在了車頭上，另外一部分打在前方的地面上。根據前述點云粘連的原理，會在車頭前方產生虛假的浮點。

而類似的點多到一定程度，就會在車體前方形成障礙物。

另外一種點云怪象是車身上的多余噪點。

由于補盲激光雷達的出射光線與車身的干涉都發生在離激光雷達很近的區域，照射到車體上的激光會有部分能量直接回到探測器，形成車身上的點。

另外，由于絕大部分車身的漆面反射率高，鏡面效果好。因此，部分出射激光照在光滑車身上會反射到空間中的障礙物，從而形成不必要的噪點。

上述種種「近車身肉搏」產生的點云怪象都是自動駕駛系統不希望看到的。因此，需要有工程化且批量化的方式來處理這些異常點云，確保整車出廠的時候，補盲激光雷達與車身之間沒有「瓜葛」。

針對這類異常點云，可以開發特定點刪除套件，通過在固件底層對特定角度點的處理，完成對異常點的濾除，解決因車體干涉造成的點云怪象。

這其中需要解決的關鍵難點是，對車身不同造型的適應性，以及出廠批量集成的效率。

多雷達安裝防錯：提升集成效率

前面討論了補盲激光雷達在感知過程中的兩個特殊性功能設計，但對車企來說，激光雷達的使命從交付的那一刻就已經開始了。而這個常常被忽略的階段，也隱藏著很多對于補盲激光雷達的特殊功能要求。

例如，一款車型如果選擇使用補盲雷達，則大概率會同時使用多個補盲雷達來盡可能保證零盲區，這時需要考慮如何在多雷達的情況下便捷地實現安裝防錯。

不僅要防錯，還要便捷。先來看看激光雷達安裝如何防錯。

在一臺車上應用多臺同類補盲雷達的情況下，有兩種常見的防錯方案選擇：

1. 要求雷達下線即根據安裝方位分成若干種不同的配置型號，安裝時根據雷達的型號對應安裝。

2. 雷達下線不做特殊配置，按默認配置統一發貨裝配，在整車集成的某一步進行專門的配置。

第一種方案的優點是簡單直接，缺點是客供雙方物料管理都比較麻煩，且備件數量會隨型號不同倍增；第二種方案的優點是物料管理簡單，缺點是需要專門的配置方案。

因此，需要一套能夠兼顧兩種方案優點、規避兩者缺點的智能化方案，以實現“多雷達便捷防錯”，真正提高補盲激光雷達在整車集成過程中的效率。

端到端完整方案：「易用」的基礎

對補盲激光雷達供應商而言，補盲激光雷達的易用性考驗即為交付一套完整的應用解決方案，不僅包括硬件，也包括軟件功能，甚至是集成化和應用過程中涉及的方方面面。

除了上文分析到的方面，還包括：

• 如何能有更好的人眼安全保護機制？

• 如何能更好地實現抗串擾，來應對越來越常見的多傳感器場景？

• 網絡及同步功能應該如何設計，才能更好地實現多傳感器之間的協同？

• 如何設計其電源和信號線路，以減少線束？

• 如何更好地實現超短距離探測，以達到探測距離零盲區的要求？

凡此種種，不一而足。這些都是一個“易用”的補盲激光雷達應該滿足的性能要求。

當前的激光雷達市場上，“指標參數拼殺”時刻在上演。但從車企的角度來看，指標參數的成功不是最終目的，為車企帶來價值的“產品成功”，才更有意義。這也正是激光雷達的“易用”價值所在。

據悉，一徑科技將于2023CES展上發布新一代補盲激光雷達ML-30s+，不僅在成像效果上有十分優異的表現，更全面規劃了車規全要素的軟件功能，從OEM的角度出發，打造真正“易用”的補盲激光雷達產品。

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