車東西（公眾號(hào)：chedongxi）

作者 ｜ Juice

編輯 ｜ 志豪

(資料圖片僅供參考)

進(jìn)入到今年后，量產(chǎn)高階智能駕駛成為了行業(yè)內(nèi)的主流方向。

高速NOA正在快速普及，越來越多的新勢(shì)力和傳統(tǒng)車企開始上車這一功能，另一方面，城市NOA的發(fā)展也非常迅速，部分車企已經(jīng)開始推送給用戶，今年將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模。

在這一趨勢(shì)下，自動(dòng)駕駛方案供應(yīng)商和車企們都在傳感器方面達(dá)成了一致的默契——必須上車激光雷達(dá)來應(yīng)對(duì)更加復(fù)雜的城市場(chǎng)景。

而這也促進(jìn)了激光雷達(dá)行業(yè)的快速發(fā)展，在本次上海車展上，多個(gè)激光雷達(dá)企業(yè)都展示了自己的最新產(chǎn)品。

國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)北醒也在車展上正式發(fā)布了“北醒應(yīng)龍”平臺(tái)，這是全球首個(gè)車載512激光雷達(dá)平臺(tái)。

512時(shí)代的激光雷達(dá)可以最大程度地保證智能駕駛的安全，對(duì)于城市環(huán)境中的不確定因素的應(yīng)對(duì)能力也較為突出。

不過對(duì)于激光雷達(dá)來說，越高性能的激光雷達(dá)也面臨著更高的成本挑戰(zhàn)，而北醒通過一種“新平臺(tái)”式的解法，為城市智能駕駛的落地推廣提供了更多可能性。

去年，北醒發(fā)布的512線激光雷達(dá)憑借高線數(shù)成為行業(yè)首個(gè)吃螃蟹的企業(yè)。

那么，北醒是如何研發(fā)并生產(chǎn)高線數(shù)激光雷達(dá)的呢？這類激光雷達(dá)又能為城市輔助駕駛帶來什么提升呢？

一、發(fā)布512激光雷達(dá)平臺(tái) 克服多重難題

上海車展期間，北醒在其展臺(tái)上正式發(fā)布了全球首個(gè)車載512激光雷達(dá)平臺(tái)——“北醒應(yīng)龍”平臺(tái)。

北醒CEO李遠(yuǎn)介紹北醒應(yīng)龍平臺(tái)

據(jù)北醒CEO李遠(yuǎn)介紹，北醒應(yīng)龍激光雷達(dá)平臺(tái)的底層硬件架構(gòu)分為三個(gè)模塊，分別是高精2D掃描系統(tǒng)，905nm陣列收發(fā)和自定義SoC。

這其中最核心的技術(shù)則是高精2D掃描系統(tǒng)，通過雙電機(jī)三環(huán)同步控制技術(shù)，可以將掃描角度精度控制在萬分之一。具體來說，就要求激光雷達(dá)內(nèi)的電機(jī)每秒鐘轉(zhuǎn)動(dòng)近百圈，同時(shí)每圈的偏差小于鐘表秒針轉(zhuǎn)動(dòng)的一百二十分之一以內(nèi)。

由于采用了陣列收發(fā)系統(tǒng)和2D掃描，“北醒應(yīng)龍”平臺(tái)的發(fā)射器數(shù)量?jī)H需1D掃描的三十二分之一，接收器僅需要八分之一，解決了成本的限制。

北醒更獨(dú)創(chuàng)性地提出了“單線成本”指標(biāo)，即總成本除以線數(shù)。基于“北醒應(yīng)龍”激光雷達(dá)平臺(tái)，性能會(huì)持續(xù)提升，而單線成本會(huì)逐代降低。

北醒方面認(rèn)為激光雷達(dá)單線成本的價(jià)格會(huì)持續(xù)降低

北醒還針對(duì)這一技術(shù)開發(fā)了軟件控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)軟件的“一鍵配置”，在感知過程中區(qū)域可實(shí)現(xiàn)局部高清、視場(chǎng)角聚焦高清和全局高清等不同模式。

得益于軟硬件的同時(shí)布局，北醒的激光雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)在成本可控的情況下，兼容車型跨代升級(jí)。

通過模塊化的設(shè)計(jì)，每個(gè)子系統(tǒng)都可以單獨(dú)進(jìn)行迭代升級(jí)，甚至還能替換，這樣做的好處除了產(chǎn)品可以持續(xù)迭代之外，在生產(chǎn)方面也更有優(yōu)勢(shì)。在生產(chǎn)時(shí)，可以分模塊預(yù)組裝、檢驗(yàn)，可以減少整機(jī)的裝調(diào)流程工序，降低后段的不良率，真正兼顧了成本和可升級(jí)性。

而在車展現(xiàn)場(chǎng)，北醒還正式發(fā)布了AD2-s，這一產(chǎn)品在反射率為10%的情況下仍具有200m的探測(cè)距離，256線的感知力，120°x25.6°的視場(chǎng)角。也將會(huì)在今年正式量產(chǎn)交付。

北醒應(yīng)龍平臺(tái)量產(chǎn)產(chǎn)品AD2-s

能夠發(fā)布“北醒應(yīng)龍”平臺(tái)也跟北醒此前與滴滴自動(dòng)駕駛的合作分不開，此前雙方已經(jīng)聯(lián)合推出了國(guó)內(nèi)首款2K圖像級(jí)高精度激光雷達(dá)“北曜Beta”，這一產(chǎn)品由滴滴自動(dòng)駕駛為主提供核心設(shè)計(jì)，北醒輔助設(shè)計(jì)并負(fù)責(zé)生產(chǎn)制造。

在雙方合作探索和創(chuàng)新的過程中，形成了“北醒應(yīng)龍”平臺(tái)。

二、高線數(shù)強(qiáng)感知激光雷達(dá)設(shè)計(jì)難度高 需解決多方難題

值得注意的是，基于“北醒應(yīng)龍”平臺(tái)的激光雷達(dá)可支持“多線定制”，目前推出了256線和512線激光雷達(dá)，尤其以512線為例，市面上生產(chǎn)512線數(shù)激光雷達(dá)的企業(yè)，除了北醒之外幾乎沒有，那這類高線數(shù)激光雷達(dá)的技術(shù)難點(diǎn)主要在哪里呢？

如果單說性能，很多雷達(dá)公司都能做到高線數(shù)的激光雷達(dá)，但若同時(shí)還要滿足性能、成本和可靠性方面的要求，難度就要再增加一個(gè)數(shù)量級(jí)了。

以北醒512時(shí)代的激光雷達(dá)為例，首先，車載激光雷達(dá)尺寸不能太大，還有成本限制。這就意味著雷達(dá)內(nèi)部不能安裝512個(gè)激光發(fā)射/接收器，必須用少量激光發(fā)射/接收器+2D掃描的方式來實(shí)現(xiàn)等效512線的效果——北醒的AD2和AD2-s選的就是這一路徑。

先從激光發(fā)射/接收器件來說，傳統(tǒng)機(jī)械式激光雷達(dá)多使用分立式激光器件。不僅成本較高，還需要進(jìn)行復(fù)雜的校準(zhǔn)等操作，因而最佳的思路是選擇使用芯片化的激光發(fā)射、接收單元。

“但芯片不是一個(gè)神話，不是一個(gè)魔法，是一套工藝，一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)流程，這更考驗(yàn)一個(gè)公司對(duì)工程化的節(jié)奏感。”北醒CEO李遠(yuǎn)向車東西說道。

此外，有了激光收發(fā)芯片只是第一步，雷達(dá)廠商還要基于芯片進(jìn)行復(fù)雜的光路設(shè)計(jì)才能讓系統(tǒng)完美工作。

這里難點(diǎn)很多，比如激光發(fā)射器會(huì)發(fā)出不少熱量，光學(xué)系統(tǒng)在遇到溫差變化時(shí)會(huì)讓激光產(chǎn)生飄移等問題；芯片發(fā)出的激光在發(fā)散角等參數(shù)上并不是最佳狀態(tài)，需要對(duì)光束進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)多通道均勻；接收端的鏡片組是越大越好，但雷達(dá)的整體外形又要求盡可能的小等等。

對(duì)沒做過這類產(chǎn)品的公司來說，上面都是難題，但北醒已經(jīng)針對(duì)性的解決了。

北醒前幾年針對(duì)工業(yè)和大交通領(lǐng)域推出了四代產(chǎn)品，其第三代產(chǎn)品通過鏡頭等器件的特殊設(shè)計(jì)與巧妙布局，已經(jīng)解決了光路設(shè)計(jì)上的多方難題。

前面積攢的經(jīng)驗(yàn)也讓AD2在光路設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的升級(jí)，比如其接收鏡片組的鏡片數(shù)量比此前減少了60%，但仍然保證了同樣的性能。

解決了激光的發(fā)射和接收問題，接下來就是2D掃描部分了。

與激光收發(fā)單元一樣，北醒也是在此前的產(chǎn)品中（第三代）提前攻克了技術(shù)難關(guān)。其難點(diǎn)主要是在電機(jī)的精確控制方面。

在這方面北醒也是下了大功夫。首先，向合作伙伴定制了專用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，保證在硬件上能夠滿足精確控制和長(zhǎng)壽命。其次，北醒自研了電機(jī)的驅(qū)動(dòng)IC、電機(jī)控制電路和上層的驅(qū)動(dòng)算法，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)和轉(zhuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和位置的精確控制。

正是通過多項(xiàng)北醒自研技術(shù)，最終在高性能、車規(guī)可靠性、成本、外觀體積等方面取得綜合平衡。

三、城市環(huán)境更復(fù)雜 高性能激光雷達(dá)更有保證

北醒此次推出的“北醒應(yīng)龍”平臺(tái)上會(huì)衍生多款產(chǎn)品，這些產(chǎn)品后續(xù)將會(huì)向所有車企供貨。據(jù)北醒CEO李遠(yuǎn)介紹，北醒年中就要向車企交付C樣，年末開啟交付。

由此來看，這一產(chǎn)品后續(xù)將會(huì)出現(xiàn)在很多量產(chǎn)車上，并在L2級(jí)智能駕駛領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱。

不過，這也就引出了一個(gè)新的問題：城市L2級(jí)智能駕駛真的需要高線數(shù)高性能的激光雷達(dá)產(chǎn)品嗎？

目前量產(chǎn)產(chǎn)品中主要為128線激光雷達(dá)，這種激光雷達(dá)雖然可以幫助車輛更好地感知周邊環(huán)境，但由于其線數(shù)并不夠多，因此探測(cè)距離也不夠遠(yuǎn)。

北醒CEO李遠(yuǎn)曾經(jīng)舉過一個(gè)例子，當(dāng)車輛按照100km/h的速度行駛的時(shí)候，前方突然出現(xiàn)一個(gè)22cm（輪胎平放的高度）的障礙物，正常情況下，車輛從發(fā)現(xiàn)障礙物到剎停的極限安全距離大概需要70米，而128線激光雷達(dá)對(duì)于此類障礙物的探測(cè)距離僅有31.5米。

也就是說，128線激光雷達(dá)可以感知到這一障礙物，但是留給車輛的反應(yīng)時(shí)間就少了很多，即使人類及時(shí)接管，也仍然可能會(huì)造成碰撞事故的發(fā)生。從這個(gè)角度來看，現(xiàn)階段的激光雷達(dá)產(chǎn)品在安全性方面還有缺陷。

北醒512線激光雷達(dá)的點(diǎn)云信息更豐富

此外，128線激光雷達(dá)對(duì)于200米外的障礙物的感知能力也會(huì)進(jìn)一步下降，對(duì)于瞬息萬變的交通場(chǎng)景來說，這也是一個(gè)安全隱患。

因此，對(duì)于智能駕駛這么一個(gè)對(duì)于安全要求非常高的領(lǐng)域，任何的安全隱患都需要被解決，而要解決這些短板最好的辦法就是提升激光雷達(dá)的性能。

從這點(diǎn)來看，512時(shí)代的高線激光雷達(dá)對(duì)于城市智能駕駛來說并不算過度堆疊硬件，而是必備的安全配置。

結(jié)語(yǔ)：高線數(shù)強(qiáng)感知激光雷達(dá)將促進(jìn)城市NOA發(fā)展

隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，激光雷達(dá)已經(jīng)開始全面上車了，而激光雷達(dá)企業(yè)也迎來了快步發(fā)展的機(jī)會(huì)。

不過，在自動(dòng)駕駛這么一個(gè)非常卷的行業(yè)內(nèi)，對(duì)于零部件供應(yīng)商的要求也在不斷提升，對(duì)于高性能低成本的激光雷達(dá)需求也在提升。

北醒的512線以及256線產(chǎn)品都是車載512激光雷達(dá)平臺(tái)的代表產(chǎn)品，隨著這些產(chǎn)品的正式投產(chǎn)，國(guó)內(nèi)對(duì)于車規(guī)級(jí)激光雷達(dá)的競(jìng)爭(zhēng)也將會(huì)進(jìn)入到一個(gè)新的階段。

而這些高性能激光雷達(dá)的量產(chǎn)上車，也給了城市智能駕駛發(fā)展提供了更多動(dòng)力。