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自動駕駛感知的側(cè)向進(jìn)化,激光雷達(dá)競爭的新賽道?

智能駕駛技術(shù)正在經(jīng)歷從高速公路到城市復(fù)雜道路的跨越式發(fā)展,這一過程不僅僅是算法模型從感知向認(rèn)知轉(zhuǎn)化的演進(jìn),更是底層感知硬件布局的深刻變革。早期的自動駕駛方案一直將注意力集中在車輛正前方,通過安裝在車頂或進(jìn)氣格柵處的一顆遠(yuǎn)距激光雷達(dá)來探測前方兩百米甚至更遠(yuǎn)范圍內(nèi)的障礙物,以確保車輛在高速行駛過程中的縱向安全。

隨著城市導(dǎo)航輔助駕駛功能的量產(chǎn)落地,車輛需要應(yīng)對的場景變得異常復(fù)雜,頻繁的變道加塞、無保護(hù)左轉(zhuǎn)以及狹窄街道中的行人避讓,使得原本“一目了然”的前向感知視角顯露出局限性。正因如此,側(cè)向激光雷達(dá)開始被普遍應(yīng)用。

城市導(dǎo)航輔助駕駛催生的側(cè)向感知剛需

在高速公路這類相對封閉且交通流規(guī)則明確的場景中,駕駛的核心任務(wù)是保持車道、控制車距以及適時變道。此時,傳感器的探測距離是第一優(yōu)先級的指標(biāo),只要能夠看得足夠遠(yuǎn),系統(tǒng)就能留出足夠的反應(yīng)時間。

但當(dāng)車輛駛?cè)氤菂^(qū)的鬧市街道,路況的維度發(fā)生了質(zhì)的變化。側(cè)向感知的核心任務(wù)不再是監(jiān)控鄰近車道的后方來車,更多是對近場范圍內(nèi)微小、不規(guī)則且動態(tài)變化的障礙物的精確捕捉。

視覺系統(tǒng)雖然在語義識別上具有天然優(yōu)勢,但在空間定位和環(huán)境魯棒性方面依然存在短板。盡管現(xiàn)在的智能汽車周身布滿了高清攝像頭,通過多相機(jī)拼接技術(shù)構(gòu)建出了全景的感知空間,但攝像頭作為被動傳感器,在面對強(qiáng)光直射、隧道出口的光線突變或者深夜極低光照環(huán)境時,其感知置信度會顯著下降。

激光雷達(dá)的主動發(fā)光特性使其能夠無視光線變化,提供厘米級的距離信息,這對于城市中常見的“鬼探頭”場景至關(guān)重要。側(cè)向激光雷達(dá)的存在,能有效地彌補(bǔ)攝像頭在近距離測距上的誤差,為決策系統(tǒng)提供更扎實(shí)的物理空間支撐。

此外,側(cè)向激光雷達(dá)的引入極大地緩解了復(fù)雜路口轉(zhuǎn)向時的盲區(qū)壓力。在進(jìn)行無保護(hù)左轉(zhuǎn)或通過大型十字路口時,車頭的激光雷達(dá)由于視場角限制,很難覆蓋到車輛側(cè)方接近的非機(jī)動車或低矮障礙物。

而側(cè)向布置的雷達(dá)可以更早地發(fā)現(xiàn)并持續(xù)追蹤這些目標(biāo),從而精準(zhǔn)地判斷其行駛軌跡。這種能力在處理“非機(jī)動車與行人混行”場景時顯得尤為重要。城市導(dǎo)航輔助駕駛系統(tǒng)的穩(wěn)健表現(xiàn),很大程度上取決于這套由側(cè)向激光雷達(dá)參與構(gòu)建的近場“防護(hù)罩”。

從安全冗余的深層邏輯來看,高階自動駕駛意味著系統(tǒng)需要承擔(dān)更多的責(zé)任,尤其是在進(jìn)入有條件的自動駕駛階段后。單一類型的傳感器如果發(fā)生失效或誤判,后果將不可想象。

側(cè)向激光雷達(dá)提供的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)可以與攝像頭、毫米波雷達(dá)的數(shù)據(jù)進(jìn)行互補(bǔ)驗(yàn)證。當(dāng)攝像頭因雨霧干擾看不清路沿時,激光雷達(dá)可以通過反射強(qiáng)度的差異清晰地勾勒出馬路牙子的輪廓;當(dāng)毫米波雷達(dá)因靜止物體過濾策略而忽略路邊的違停車輛時,激光雷達(dá)能通過三維建模準(zhǔn)確識別其物理邊界。這種多維度的交叉校驗(yàn),是保障智駕系統(tǒng)在極端工況下不退出、不誤剎的關(guān)鍵所在。

遠(yuǎn)距雷達(dá)與近距固態(tài)雷達(dá)的技術(shù)博弈

在目前的量產(chǎn)方案中,側(cè)向激光雷達(dá)的選型主要呈現(xiàn)出兩種截然不同的技術(shù)思路。第一種思路是“性能均衡論”,即在車輛側(cè)方(通常是翼子板或保險杠兩側(cè))部署兩顆與前向主雷達(dá)規(guī)格相近的遠(yuǎn)距激光雷達(dá)。這些雷達(dá)采用混合固態(tài)架構(gòu),內(nèi)部集成了精密的轉(zhuǎn)鏡或振鏡掃描系統(tǒng)。

這種方案最大的優(yōu)勢在于感知的統(tǒng)一性。由于探測距離可達(dá)兩百米以上,側(cè)向雷達(dá)不僅能看清近處,還能在高速變道時提前預(yù)知側(cè)后方遠(yuǎn)距離處快速接近的車輛,為系統(tǒng)留出極為充裕的博弈空間。對于追求全場景感知的車企而言,這種方案能夠提供極其豐富且高線數(shù)的點(diǎn)云數(shù)據(jù),有利于提升算法的識別精度。

由于遠(yuǎn)距激光雷達(dá)價格昂貴,采用這種方案,成本壓力不容小覷,高性能的掃描式雷達(dá)單價居高不下,多裝兩顆會顯著提升整車的硬件成本支出。此外,這類雷達(dá)的垂直視場角通常較窄,大約在二十五度左右,這意味著如果安裝位置較高,可能會在車身側(cè)下方留下一塊無法感知的真空地帶。還有一點(diǎn)就是復(fù)雜的機(jī)械掃描結(jié)構(gòu)在應(yīng)對側(cè)向安裝時,由于位置更靠近車身邊緣,更容易受到顛簸、泥沙濺射的影響,對傳感器的防護(hù)和清潔提出了更高要求。

第二種思路就是“專業(yè)補(bǔ)盲論”,即采用專門為近場感知的短距固態(tài)激光雷達(dá)。這類雷達(dá)大多基于飛行時間原理并采用陣列式發(fā)射技術(shù),內(nèi)部完全沒有任何機(jī)械運(yùn)動部件,被形象地稱為純固態(tài)雷達(dá)。

這種方案的核心賣點(diǎn)在于其夸張的視場角表現(xiàn)。一些先進(jìn)的補(bǔ)盲雷達(dá)垂直視場角可以達(dá)到七十度甚至九十度,幾乎能覆蓋從路面車道線到側(cè)上方高大物體的所有范圍。雖然其探測距離通常只有三十到五十米,但在復(fù)雜的路口轉(zhuǎn)向、窄路通行以及自動泊車等低速場景下,這幾十米的探測精度和廣度已經(jīng)完全超出了智駕系統(tǒng)的需求邊界。

純固態(tài)補(bǔ)盲雷達(dá)由于結(jié)構(gòu)簡單,體積可以做得非常小巧,能夠非常隱蔽地嵌入在車身側(cè)面。它不僅在可靠性上優(yōu)于有運(yùn)動部件的掃描式雷達(dá),更重要的是其生產(chǎn)成本具有顯著優(yōu)勢。

隨著技術(shù)的成熟,這類補(bǔ)盲雷達(dá)的單價已經(jīng)下探到兩三千元級別。對于想要大規(guī)模普及智駕功能的傳統(tǒng)汽車巨頭來說,這種兼顧性能與成本的方案顯然更具誘惑力。

通過對比其實(shí)可以發(fā)現(xiàn),遠(yuǎn)距雷達(dá)與近距固態(tài)雷達(dá)并不是簡單的替代關(guān)系,而是對應(yīng)了不同的戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)。遠(yuǎn)距方案更像是一個全能型的狙擊手,追求在遠(yuǎn)距離處盡早發(fā)現(xiàn)潛在威脅;而近距固態(tài)方案則更像是一個全方位監(jiān)測的廣角守衛(wèi),確保車輛在復(fù)雜的近身搏擊中不失毫厘。

未來感知的演進(jìn)路徑與主流配置預(yù)測

隨著智能駕駛感知方案的不斷迭代,行業(yè)內(nèi)對于側(cè)向激光雷達(dá)的配置方案正在形成一種趨同的共識。如果說過去幾年是單激光雷達(dá)方案的探索期,那么從2024年開始,智能駕駛硬件布局將全面進(jìn)入多雷達(dá)融合的新時代。

從目前的技術(shù)演進(jìn)趨勢看,“1顆遠(yuǎn)距主雷達(dá)+2顆近距補(bǔ)盲雷達(dá)”的組合配置,極有可能成為未來幾年高階智能駕駛的主流方案。這種配置不僅在物理層面實(shí)現(xiàn)了車輛周圍感知的閉環(huán),更在成本與性能之間找到了一個微妙的平衡點(diǎn)。

在這個三雷達(dá)體系中,位于車頂或前臉正中的遠(yuǎn)距激光雷達(dá)負(fù)責(zé)解決高速行駛時的縱向視野問題,監(jiān)測兩百米外的靜態(tài)障礙物或高速接近的目標(biāo)。而對稱布置在車身兩側(cè)的補(bǔ)盲雷達(dá),則利用其超廣的垂直視場角,專門負(fù)責(zé)監(jiān)控車身兩側(cè)的近距離環(huán)境。

這種配置能夠讓車輛在城市鬧市區(qū)行駛時,清晰地感知到從側(cè)后方切入的電動車,或是路邊僅有十幾厘米高的路緣石。這種“遠(yuǎn)近結(jié)合”的策略,大幅降低了系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的誤剎率,提升了乘坐的平順性與舒適度。

純固態(tài)技術(shù)將是側(cè)向激光雷達(dá)未來的核心驅(qū)動力。隨著芯片化和集成化程度的提高,激光雷達(dá)的成本下降曲線將更加陡峭。早期的激光雷達(dá)內(nèi)部充滿了昂貴的離散光電器件,而未來的趨勢是將發(fā)射、接收以及信號處理功能全部集成在幾顆硅基芯片上。

這不僅意味著更小的體積和更低的功耗,更預(yù)示著激光雷達(dá)將從一種精密的光學(xué)儀器,演變?yōu)橐环N標(biāo)準(zhǔn)化、可大規(guī)模復(fù)制的電子零部件。屆時,即使是十五萬元級別的家用車,也有望搭載全套的側(cè)向補(bǔ)盲方案,實(shí)現(xiàn)真正意義上的“智駕平權(quán)”。

隨著L3級自動駕駛準(zhǔn)入試點(diǎn)的展開,法律對事故責(zé)任判定的明確將進(jìn)一步推動側(cè)向硬件的普及。在L3及以上等級的智駕系統(tǒng)中,系統(tǒng)需要具備在單一傳感器損壞或極端環(huán)境下依然能安全控制車輛的能力。側(cè)向激光雷達(dá)不僅是感知的增強(qiáng),更是安全冗余的必備環(huán)節(jié)?梢灶A(yù)見,未來的側(cè)向感知將不再滿足于“看清物體”,更會深度融入車輛的動態(tài)控制中。

最后的話

側(cè)向激光雷達(dá)的裝載,是自動駕駛技術(shù)走向成熟的標(biāo)志。它解決了視覺感知的固有盲區(qū),應(yīng)對了城市復(fù)雜路口的博弈場景,并為高階智駕系統(tǒng)提供了必要的安全冗余。在遠(yuǎn)距掃描雷達(dá)與近距純固態(tài)雷達(dá)的選擇中,行業(yè)正在向“專業(yè)補(bǔ)盲、長短互補(bǔ)”的復(fù)合方案演進(jìn)。這種配置不僅保障了行車的絕對安全,也兼顧了量產(chǎn)成本的可控性。

隨著芯片化技術(shù)的普及和供應(yīng)鏈的規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn),激光雷達(dá)正在告別“貴重傳感器”的標(biāo)簽,向著“安全標(biāo)配”的方向邁進(jìn)。未來的自動駕駛系統(tǒng)將通過這些分布在車身四周的激光束,構(gòu)建出一張全天候、全方位、高精度的數(shù)字化防護(hù)網(wǎng)。

-- END --

       原文標(biāo)題 : 自動駕駛感知的側(cè)向進(jìn)化,激光雷達(dá)競爭的新賽道?

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權(quán)或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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