智驾网 2023-06-08 11:03
北醒科技疏达:强感知助推智能驾驶更安全
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智能汽车本身是可信赖的,我们需要让最基本的智能出行“0”事故成为可能,才能让智能驾驶也好、L3或者未来的L4能够真正落地,并大规模的普及。

以“5G大时代,勇闯无人区”为主题的2023世界智能驾驶峰会在北京国家会议中心成功举办。本次峰会由智驾网策划,智驾传媒与中国邮电器材集团有限公司共同承办。


今年是峰会举办的第五届,从2018年首届峰会举办至今,智能驾驶正从L2级别辅助驾驶逐渐向高级智能驾驶进化,拥有智驾功能的新车渗透率逐年增加。同时,芯片、激光雷达、高精地图、高精度定位等相关产业链也正迎来爆发式增长。


本次峰会设《智能驾驶的中国方案》、《高阶智能驾驶的落地之战》、《无人驾驶的商用车落地场景》和《智驾产业链的全球化与本土化》四大版块,汇聚100多位产学研代表共同分享、探讨行业现状与未来发展。


在论坛现场,北醒CEO疏达发表了相关演讲,以下内容为演讲全文。


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疏达:非常高兴有机会参加今天下午的平行论坛,我叫疏达,来自北醒,刚才顾总和主持人已经提前帮忙激光雷达热过很多次场了。而顾总的演讲也着重强调了很多激光雷达的重要性,便于大家理解激光雷达这种新的传感器如何为智能驾驶助力。


接下来我的分享更多的是围绕北醒作为一家激光雷达企业思考激光雷达如何持续升级和进化,进一步助推智能驾驶更安全。

 

相信大家最近都或多或少接触了很多关于人工智能AI的热门话题,比如ChatGPT的迅速普及。相信已经体验过ChatGPT的嘉宾朋友应该都会有深深的感触,就是我们又进入了一个新的人工智能时代,万物皆可算,万物皆智能的未来离我们越来越近,在不久的未来真的也会发生。真实的物理世界是今天我们看到的样子,但对人工智能而言,还需要进行数字化的过程,只有数字化以后才能更好的进行运算。

 

如果把人工智能这个命题放到无人驾驶的场景下,对应的数字化过程其实就是对真实世界的感知过程。越强的感知,越能真实地还原物理世界,能够让人工智能或者算法更好地进行运算和处理,也能够更好地为我们所说的智能驾驶汽车安全性进行有效提升。

 

激光雷达最近几年越来越受到大家的关注,它是一种传感器,本身是通过光学手段把三维空间进行数字化感知,对距离做测量和还原。但就其本质而言,其实是把真实的物理世界数字化的工具,是精度非常高、分辨率非常高的工具,能够对真实物理世界进行精细化的还原。相信用过激光雷达的嘉宾朋友都知道,没有人认为激光雷达是不好的传感器,只是大家认为会有点贵。我们把激光雷达当成一种把空间数字化的工具来看的话,如何把智能出行世界的数字化做得更好,其实就是作为激光雷达企业最重要的任务。

 

北醒作为一家国内致力于激光雷达自主研发的企业,也是国内最早一批的激光雷达企业,我们就是要做好雷达,助力智能驾驶发展得更好。

 

大家可能会问,什么是智能好车?相信消费者愿意花钱购买带有高级辅助驾驶或者更高的L3、L4甚至以上的自动驾驶功能的智能汽车,深层的出发点就是希望能够替人类司机执行驾驶动作,帮助我们更好地节省精力,但在这种诉求的底层我们认为还有一个更深层的基础线——需要安全,这是最基本的保障。

 

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智能汽车本身是可信赖的,我们需要让最基本的智能出行“0”事故成为可能,才能让智能驾驶也好、L3或者未来的L4能够真正落地,并大规模的普及。就像刚才顾总讲的,L3如何在真正意义上走进千家万户,安全门槛一定需要先跨过去。

 

去年年底,北醒做了一个自己的智驾战略发布会。当时我们提到了几个数字,首先,我们统计了在交通领域发生的比较严重的事故中,由人为原因造成的事故比例达到97.9%,非常高。也就是说,如果能够消除由人为原因造成的操作不当或者反应不及时的原因,将有助于将这些恶性事故有效避免。如果我们能够用工具或者自动感知系统帮助自动驾驶提前发现目标、提前发现紧急状况,从而把时间节省出来,让系统更好、更科学、更安全、更稳妥的决策,最大化避免悲剧的发生,这也是我们在发布会上提出的“生死两秒”的概念。

 

我们的目标已经比较清晰,就是要做到这样一个状态,如何去做?北醒又是怎样思考路径的?这也是我们想着重跟大家分享的。

过去一段时间我们和很多主机厂客户做了大量的交流,客户们都有非常明确的需求。

 

无论现在国内发展得非常迅速的L2、L2+++向L3和L4的渐进式演化,或者是之前希望从L4直接降维到L2普及自动驾驶的推广方案,再进化到L2+或者L3的场景,甚至希望把整个ODD从高速场景往更大范围城市场景扩充和扩展,对车和主机厂来说,对智能汽车感知能力的要求是越来越高的,因为伴随场景越来越复杂,需要感知的东西也越来越多,所以感知需求是在持续增强。


近年来整个新能源的发展趋势,大家可以看到车型本身的迭代,包括进化的速度是越来越快的,之前早期一款车可能要卖五到十年,现在变成三到五年,对应的是LiDAR和车型的适配会变得越来越频繁。从主机厂的角度现在去做一款车型的开发,不希望每次开发都要重新去做一次适配。当前的实际状况是LiDAR的整体技术架构没有完全归一化,车型更新迭代的时候——车型和LiDAR重新适配的这个动作就不可避免地需要发生,而站在主机厂的角度,当然希望LiDAR技术架构逐渐归一化。对应这样的需求,北醒认为在技术架构上通过模块化的设计,能够解决这样的痛点。

 

今年年初开始,我们可以看到国内汽车主机厂的降价风潮愈演愈烈,大家的降本压力非常大,占据智能驾驶重要地位的传感器也面临着很大的降本压力。主机厂一方面希望成本越来越低,但另一方面也不希望传感器的性能有所衰减,甚至希望更强,以更好地实现更多功能,这两方面的矛盾和冲突也越来越严重。如何让性能保持稳定甚至可提升的情况下进行降本,这个时候就需要产品在设计的阶段,尤其在技术架构上就提出成本可控的方案。

 

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综合来说,我们可以从客户需求出发推导出激光雷达的理念,平台化就是对激光雷达来说极佳的解决方案思路。北醒在今年上海车展发布的“北醒应龙”激光雷达平台,就是这样的构成,大家可以看到最底层的支撑是硬件系统技术架构,包含自研的2D高清扫描系统,也有独特的905工作波段阵列收发,以及负责整个传感器工作控制的SoC。基于底层硬件架构的特点,我们可以实现LiDAR的重要参数,包括线数、点频、分辨率、视场角都是灵活可变的,也是非常实时的,可根据自动驾驶场景的不同做灵活变化。当然,这里也有一个重要前提,整套产品本身符合功能安全和信息安全,符合车规产品的要求。


我们在软硬件系统结合的基础上可以衍生出不同的北醒LiDAR传感器产品,同时还可以持续升级和迭代,使得下一代衍生出的AD系列性能越来越接近图像级,感知力可持续增强。为了让客户更好地使用这种产品,我们也做了配套的LiDAR工具,包括集成、控制和标定。我们在整套平台基础上演化出来的产品是可以覆盖L2到L4各种场景、兼容各种车型的跨代升级需求。

 

刚才讲的是“北醒应龙”平台的整体状况,那平台中的技术点又是如何支撑的?LiDAR是如何被设计出来的?


我们在硬件架构底层的扫描系统中做了成套完全自研的2D扫描系统。北醒在过往多年积累的扫描系统技术上做了很多车规化的处理,对负责水平扫描和垂直扫描的技术进行了完全国产化的自研,同时又把整个扫描系统的控制算法全部重新开发,然后折射到FPGA系统。这个2D扫描系统的扫描精度可以控制在1/10000以内,是因为要求电机在转动的时候,每秒钟转100圈,每圈偏差小于1/120。只有达到这样的精度,呈现出来的点云准确度和精度才是有保障的。

 

刚才提到高精度扫描系统是支撑LiDAR实现高性能的基础,我们也同步做了这样一个控制算法的自研。

 

基于2D高精扫描系统,产品层面就体现出来了很多参数上和应用上的优势,就是多工作模式的场景。ROI区域的功能可以通过软件来定义,目前呈现了三种ROI工作模式,分别是局部高清、视场角聚焦和全局高清。三种工作模式都是在不改变硬件架构的情况下,硬件本体不变,只是通过变换扫描形式和对点的控制,在接口不变的情况下就做到工作模式发生了变化,以适应不同的车型以及在车的行驶过程中遇到的不同场景的感知需求。

 

打个比方,局部高清相当于开车的时候,如果是跟车的场景,希望有增强的感知效果。大家可以看到功能开启和未开启的对比,开启之后对目标物的特征会变得非常清晰可见,相比左右的点数和分辨率差异很明显。视场角聚焦的功能就是在车辆行驶在高速场景的时候,希望看得远,提前发现远处的状况和目标物,类似于我们开高速的时候打了远光,把整个点频投射到较远较小的区域,以能够看到在狭长范围内的小目标。其实很远的时候,差不多150-200米的区间就可以提前发现类似道路上的小目标,无论是锥桶、轮胎还是小型移动物,这些都可以提前发现以避免紧急状况的发生。

 

全局高清功能有点像在城市非常复杂的场景下,瞬间就把复杂环境进行全部扫描,类似于把CPU超频,短时间内把整个感知能力数倍提升,整个环境完全感知回来,对整体环境有了一个感知,这个功能在城市场景下就非常有用。

 

以上所有的这些功能其实都是在没有改变任何雷达硬件的情况下,只是通过软件来控制扫描实现,这也是“北醒应龙”技术平台的特点。

刚才提到的都是由扫描系统,我们再来看一看阵列收发的优势。目前市面主流的激光雷达线数的增加、感知能力的增强是依靠堆叠收发系统的光源和接收器的数量来实现的,比如128线、256线和512线对应的就是128组、256组、512组的发射器和接收器来实现分辨率和线数提升。基于“北醒应龙”平台新一代的扫描架构,可以使得我们扫描的线数和本身的分辨率光源进行解耦。在“北醒应龙”平台 上,无论线数是128线、256线还是512线,激光雷达使用的光源和接收器数量都不会发生明显的变化,这不仅使成本上大幅削减,还给激光雷达的性能留足了非常显著的再升级空间。

 

如何做到LiDAR性能持续提升而成本可控?我们提出了【单线成本】,即单线成本=总成本÷线数,在可见的未来,激光雷达性能还需要整体提升,但总成本要可控甚至微降。基于“北醒应龙”的架构设计,使得激光雷达的单线成本可逐代下降,我们认为这也是“北醒应龙”平台具备的显著优势。

 

接来下,我们来看一看“北醒应龙”平台的底层技术架构的实际工作模式。整个结构由三大功能模组组成,2D扫描系统,负责水平和垂直方向的扫描。通过相互配合协作,让棱镜和振镜本身的转速、摆幅可变可调。正因为这样灵活的工作模式,所以实现三种ROI的模式,在三种模式下具备视场角可变、参数可变的特点。大家可以清晰地看到,整个激光雷达内部的架构是非常清晰的,北醒已经做了非常好的模块化设计,所以也具备很强的可量产性,制造成本也是可控的。

 

综上我们来做个小节,我们从客户的需求出发:客户呼唤更强的感知,需要使产品能够独立升级的模块设计,需要成本可控。因此我们开发出了这样一个平台,然后在这个平台上能够实现让激光雷达性能升级但不依赖于收发系统数量的叠加,同时使得激光雷达可以做到兼容车型的跨代升级,模块化设计,有助于量产交付,性能提升的同时单线感知成本逐代降低,从而整体上降低了客户的使用门槛。

 

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基于这样的平台,为了更好地让主机厂客户和合作伙伴提前感受到在驾乘上的应用,北醒推出了AD2-s型号的车规激光雷达,这是首个基于“北醒应龙”平台的车规量产激光雷达,作为主雷达,它的典型参数就是在10%反射率条件下做到200米的探测距离,有效线数256线,这将是行业技术领先的量产激光雷达,它ROI内的分辨率可以做到0.1×0.1,对感知来说非常有帮助。

 

我们正好借此机会展示一下基于平台的激光雷达在城市场景下的探测效果。通过这个点云视频大家可以看到目前基于“北醒应龙”平台的激光雷达扫描出来的点云成像基本已经接近图像的清晰度了,激光雷达本身也可以很好通过回拨信号采集实现路标、高反、低反的分辨率感知和呈现,对更高阶自动驾驶的应用也有很大帮助。

 

在今年上海车展上,我们正式官宣了北醒和滴滴自动驾驶的生态战略合作。滴滴自动驾驶和北醒联合研发了“北曜”产品,针对全球L4 Robotaxi应用。我们也期待与业内更多伙伴建立互动、合作,让LiDAR通过更强的感知,助力智能驾驶更好的发展。

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