激光雷達跨越鴻溝，L3時代或?qū)⒂瓉砀髾C遇？

第一電動大牛作者智車星球 2024-06-25 12:01

今年4月19日，禾賽聯(lián)合創(chuàng)始人及CEO李一帆在新品發(fā)布會上提出，2024年必然是激光雷達“跨越鴻溝之年”。按照杰弗里·摩爾的“跨越鴻溝理論”，就是激光雷達的滲透率將突破16%。

很快，當4月的數(shù)據(jù)發(fā)布時，我們發(fā)現(xiàn)15 萬元以上新能源汽車銷量約46.7萬臺，激光雷達滲透率達18.4%，提前實現(xiàn)了“跨越鴻溝”。

除了滲透率的快速提升，對于激光雷達而言，一個更大的機遇，或許已經(jīng)出現(xiàn)。

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L3打開市場新空間

2023年年尾，工信部、公安部、住建部、交通部聯(lián)合發(fā)布《關于開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車準入和上路通行試點工作的通知》，其中明確提出在智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試與示范應用基礎上，遴選具備量產(chǎn)條件的L3及L4級別自動駕駛汽車開展準入試點。

今年6月4日，首批9家“智能網(wǎng)聯(lián)汽車準入和上路通行試點聯(lián)合體”企業(yè)名單公布，L3自動駕駛技術朝著規(guī)模化應用又邁出了關鍵一步。

隨之而來的，是行業(yè)和消費者對自動駕駛車輛安全性更高的關注和要求。

根據(jù)《汽車駕駛自動化分級》（GB/T 40429-2021），L2、L3級自動駕駛對于自動化系統(tǒng)提出了更多要求。

目標和事件探測與響應的負責主體，也從「駕駛員和系統(tǒng)」變成了「系統(tǒng)」。

這意味著對車輛的感知系統(tǒng)提出了更高的要求，需要確保在各種復雜環(huán)境中都能做出準確的判斷和反應。

在這樣的背景下，激光雷達作為自動駕駛車輛的關鍵傳感器之一，重要性日益凸顯。

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安全智駕的保障

激光雷達是幫助構建機器能感知的空間感的重要感知器件，這些年在汽車智能化發(fā)展的過程中，其必要性已經(jīng)在實際應用中得到了認證。

比如關注度日益提升的主動安全功能AEB（Autonomous Emergency Braking，譯為“自動緊急制動”），此前多以毫米波雷達+攝像頭的組合實現(xiàn)，漏觸發(fā)和誤觸發(fā)率較高。但結(jié)合激光雷達后，既能夠提升正觸發(fā)率，也能降低誤觸發(fā)率，讓車輛該停的時候停，不該停的時候不停。

此外，由于激光雷達是通過主動發(fā)射激光來實現(xiàn)直接探測，不依賴環(huán)境光，尤其是能夠增強夜間AEB的安全性。

△配備激光雷達的融合方案，將夜間的感知精度提高 3 倍

根據(jù)理想汽車的公開數(shù)據(jù)，搭載禾賽激光雷達的理想L9 Max，把激光雷達算法的安全場景，從車輛、騎車人、行人等主要交通參與者，拓展到了含異形車在內(nèi)的不規(guī)則障礙物以及夜間場景，AEB誤觸發(fā)率僅為行業(yè)平均標準的三分之一（行業(yè)平均水平為每10萬公里誤觸發(fā)1次，理想L9 Max則是每10萬公里誤觸發(fā)0.31次）。

對于智駕系統(tǒng)訓練中難以覆蓋的場景，比如從車上掉落的動物、冰天雪地時道路特征被弱化、顏色相近的物體連成一片難以辨別等，這種情況下，系統(tǒng)就要依賴激光雷達高置信度的3D測距能力，實現(xiàn)精準避障。

△特斯拉 FSD 在雪地里出現(xiàn)失效，車機畫面出現(xiàn)警告提示接管

在近期舉辦的第十一屆國際智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術年會上，長安汽車執(zhí)行副總裁張曉宇也提到，激光雷達相比不同傳感器的組合方案，可以實現(xiàn)全環(huán)境的感知能力，保證在各種場景下都遠超人類智駕的安全性，上限會更高。

“相比激光雷達方案，純視覺方案的算法比較被動且依賴環(huán)境光，在一些惡劣天氣，比如雨雪天、暴雨、濃霧，尤其是團霧、黑夜等相關場景下，感知能力是不足的，會對智駕的安全性帶來很大的挑戰(zhàn)。”

小鵬汽車智駕中心的副總經(jīng)理馬君也在該大會上提到，現(xiàn)在高階智能駕駛都有非常明確的安全冗余要求，不管是出于法規(guī)還是實際應用的考慮，激光雷達確確實實能解決一些很難預期的corner case。所以對于高階自動駕駛，激光雷達在可見的預期內(nèi)是必選項。

而在L3級自動駕駛領域一直不斷投入的奔馳，近期也被國外媒體爆出，奔馳下一代S級車型也將升級包括激光雷達在內(nèi)的感知硬件。

△外媒拍到的奔馳S級偽裝測試車

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走向L3，提出新需求

雖然在智駕和主動安全層面證明了自己，但面臨從L2向L3的跨越，當前主流的激光雷達無論是測遠能力、還是分辨率，應付L3級自動駕駛還是力不從心的。

比如，當車輛面對整體尺寸較小但高度超過汽車底盤高度（15cm左右）的物體時，會引起諸多風險，尤其是高速行駛時，石塊、輪胎、小動物、小孩、倒地的人等，從行車方向看過去，這些危險小目標通常高度在14cm~40cm左右，如果激光雷達的分辨率不足，只能在距離較近的時候才能看清。

考慮到L3首先落地的場景會是高速，低分辨率激光雷達就無法滿足小目標的檢測需求，通常激光雷達整體分辨率提升4倍，對小目標的檢測距離將提升2倍，分辨率的提升將直接影響小目標的檢測能力。

而車輛遭遇雨、雪、霧、霾等惡劣天氣時，有可能會影響車輛傳感器視線，導致圖像視野模糊，看不清路況。這種時候往往也會一定程度上削弱激光雷達的成像性能，主要是測遠能力下降和噪點的增加。

因此，為了提升在雨霧天的適用性，高性能激光雷達不僅要持續(xù)增加測遠能力，更要提升濾噪能力，將L3的可用范圍和場景擴展到更廣泛的天氣條件。

△小目標物體

△雨霧天氣

此外，在AEB功能上，激光雷達的加入也能讓體驗做得更好、更安全。

4月29日，美國交通部國家公路交通安全管理局（NHTSA）發(fā)文稱，已最終確定一項新的聯(lián)邦機動車安全標準（FMVSS No. 127），該標準規(guī)定到2029年9月，所有乘用車和輕型卡車都將標配包括行人AEB在內(nèi)的AEB系統(tǒng)。

新標準要求所有汽車能夠在62英里時速（100km/h）下剎停，避免與前面的車輛發(fā)生碰撞；并且該系統(tǒng)必須在白天和黑夜都能檢測到行人。此外，標準還要求，當即將與前方車輛發(fā)生碰撞時，系統(tǒng)能在高達90英里時速（145km/h）下自動剎車；而當檢測到行人時，系統(tǒng)應在45英里時速（72km/h）下自動剎車。

這些實際需求都對智駕系統(tǒng)的感知距離、弱光條件感知能力有了更高的要求，而這些正是激光雷達的強項。

此外，在舒適操控層面，系統(tǒng)所需的感知距離會隨著速度提升呈平方級上升。在130km/h的行車速度下，如果激光雷達的有效感知距離為150米時，觸發(fā)AEB緊急制動體驗能保證安全但會給人帶來不適感。隨著感知距離變遠，操控體驗會有所提升，當有效感知提升到300-400米，整個操控和乘坐體驗舒適度將大為改善。

面對市場出現(xiàn)的新要求，激光雷達企業(yè)也在積極布局。

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誰將先發(fā)制人？

一方面是消費端市場需求的變化，一方面是車企對于L3級以上自動駕駛落地的需求，各家激光雷達企業(yè)如何布局成為了下一階段競爭格局變化的關鍵。

今年年初的CES展上，速騰聚創(chuàng)帶來了其M平臺的第四款產(chǎn)品 M3。940nm激光收發(fā)方案，可實現(xiàn)300m@10%超遠測距能力與0.05°x0.05°角分辨率的超高清三維成像能力。

這是其科技向上的代表產(chǎn)品。

隨后，面向15-20萬的區(qū)間，速騰帶來了技術平權產(chǎn)品MX。

主打性價比的大疆也推出了慣導三目及激光雷達總成，這是其為 L3 的異構冗余域控提供的傳感器解決方案。

禾賽科技也分別在今年1月、4月推出了AT512和ATX，從這兩款產(chǎn)品的發(fā)布，能看出禾賽在產(chǎn)品平臺化、模塊化上的布局。

ATX和AT512均沿用已經(jīng)量產(chǎn)數(shù)十萬臺的成熟AT平臺，通過第四代芯片技術架構的支持，結(jié)合了不同的激光收發(fā)模塊和光機設計，前者實現(xiàn)了極致成本，后者做到了極致性能。

AT512是面向主機廠量產(chǎn)L3自動駕駛的旗艦產(chǎn)品，測遠能力達到300m@10%，最遠400m，點頻每秒高達1230萬，相比上一代同平臺產(chǎn)品AT128，測遠提升到2倍，分辨率提升到8倍。針對小型目標，AT512可實現(xiàn)精準探測遠距離8cm高的碎石或木塊。